WiFi DCC Command Station for Model Railway: 5 Steps

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:31

Ενημερώθηκε στις 5 Απριλίου 2021: νέο σκίτσο και mod σε στοιχεία κυκλώματος. Νέο σκίτσο: command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino

Ολοκαίνουργιο σύστημα DCC που χρησιμοποιεί WiFi για επικοινωνία οδηγιών 3 χρήστες γκαζιών κινητού τηλεφώνου/tablet μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μια διάταξη ιδανική τόσο για σιδηροδρόμους σπιτιού όσο και για κλαμπ

Ένα πολύ απλό ηλεκτρονικό κύκλωμα παρέχει το σήμα DCC και την ισχύ για το κομμάτι, ωστόσο η εφαρμογή κάνει την πραγματική δουλειά! Ο υπολογιστής του τηλεφώνου σας αξιοποιείται στο έπακρο κατασκευάζοντας τους κωδικούς που απαιτούνται για τη διαμόρφωση κάθε πακέτου οδηγιών, απλοποιώντας έτσι τη δουλειά του μικροελεγκτή!

Εφαρμογή διαθέσιμη με 8,49 £ στο Play Store "Locomotive DCC 3 WiFi"

- αυτή η εφαρμογή πρέπει να εγκατασταθεί σε συσκευές με Android 7 και πάνω.

Ο ευκολότερος ποτέ συμβατός με το NMRA σταθμός Command DC !! Δείτε τη λίστα των παρακάτω χαρακτηριστικών

Κατάλληλο για τυπικούς αποκωδικοποιητές συμβατούς με NMRA π.χ. Bachmann, Lenz, Atlas, Hornby κ.λπ

Οι δυνατότητες περιλαμβάνουν: Έως 3 χρήστες σε τηλέφωνα ή tablet Android (χρήσιμο για μέλη του συλλόγου) 4 itηφιακές διευθύνσεις loco Πρόγραμμα στον κύριο (PoM) Περιέχει έλεγχο Έλεγχο από 1 έως 50 locos Οδηγεί έως και 12 ατμομηχανές OO/HO Προστατεύεται βραχυκύκλωμα Αυτόματη διακοπή υπερφόρτωσης Φώτα και κατεύθυνση Λειτουργίες 1 έως 28 Turnout / σημεία / αξεσουάρ έως 255 ζεύγη εξόδων Προσαρμοσμένη ονομασία των locos σας Αλλάξτε οποιαδήποτε λειτουργία σε στιγμιαίους διακόπτες ενεργοποίησης / απενεργοποίησης Η εφαρμογή έχει επεξεργάσιμους τίτλους, ορατότητα και στιγμιαίες επιλογές σε 28 κουμπιά λειτουργίας Η εφαρμογή διαθέτει 4 γραμμές ταχύτητας οθόνης για έλεγχο 4 locos σε ένας χρόνος Προσθέστε μέγιστη ταχύτητα για κάθε loco Επιλέξτε μια πηγή ισχύος DC που ταιριάζει στην κλίμακα που χρησιμοποιείται (Z/N/OO/HO/O) 14v έως 16v

Λίστα μερών:

1 έκπτωση ESP32 S Development Board 2.4GHz WiFi+Bluetooth Antenna CP2102 Module

Σημείωση: δείτε το διάγραμμα pin για σωστή διαμόρφωση συσκευής για αυτόν τον σχεδιασμό PCB

1 έκπτωση Arduino Pro Mini Atmega328P 5V/16M

1 έκκεντρο IC γέφυρας LMD18200T

1 off 0,1 ohm 2W Μεταλλική αντίσταση φιλμ (11,5 mm x 4,5 mm)

7 έκπτωση Πυκνωτής 0.1uf

Σημείωση: η αντίσταση 10k δίπλα στο 4.7k δεν απαιτείται για έκδοση WiFi

1 έκπτωση 470 ohm (αντί 10k δίπλα στην αντίσταση 0,1 ohm

1 έκπτωση αντίσταση 2k8Ω (μπορεί να είναι 2,2k ή 2,7k ή 2,8k)

2 από τις αντιστάσεις 180Ω

1 έκπτωση Πυκνωτής 10uf 25v

1 έκπτωση Πυκνωτής 220uf 16v

1 Phoenix Contact MKDS 1/ 2-3, 5 2 Way Screw PCB Terminal Block 13.5A 200V 3.5mm

1 Αντίσταση 4,7kΩ

1 L7805 CV Θετικός ρυθμιστής τάσης IC με 1 Heatsink TO 220 στυλ για L7805

Σημείωση: αυτός ο ρυθμιστής 5v θα λειτουργήσει ζεστά, εκτός εάν χρησιμοποιείται επαρκής ψύκτρας

Mayσως χρειαστεί να το τοποθετήσετε εξωτερικά από το PCB με καλωδιακές συνδέσεις

2 από 15 ακίδων Γυναικεία κεφαλίδα Κορδέλες άκρης 0.1 2.54mm

2 από 12 ακίδων Γυναικεία κεφαλίδα Κορδέλες άκρης 0.1 2.54mm

1 off 6 pin 2.54mm PCB Universal Screw Terminal Block

1 έκπτωση Zener Diode 4.7V 0.5 watt ή 3.6v 0.5 watt

Σύρμα

Τροφοδοσία:

ΜΗΝ χρησιμοποιείτε ελεγκτή τρένου DC καθώς δεν παρέχουν πραγματική τάση DC.

Έκδοση 15V 2 Amp με βύσμα 2,1 x 5,5 mm, αναζητήστε το στοιχείο eBay # 401871382681

Βήμα 1: Έννοια στις δυνατότητες ESP32 & Χρήση του με Arduino IDE

Πριν από λίγα χρόνια, το ESP8266 προκάλεσε θύελλα στον ενσωματωμένο κόσμο του IoT. Για λιγότερο από 3 $, θα μπορούσατε να έχετε έναν προγραμματιζόμενο μικροελεγκτή με δυνατότητα WiFi, ο οποίος θα μπορεί να παρακολουθεί και να ελέγχει πράγματα από οπουδήποτε στον κόσμο. Τώρα η Espressif (Η εταιρεία ημιαγωγών πίσω από το ESP8266) κυκλοφόρησε μια τέλεια υπερ-φορτισμένη αναβάθμιση: το ESP32. Διάδοχος του ESP8266. όχι μόνο διαθέτει υποστήριξη WiFi, αλλά διαθέτει επίσης Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart) - ιδανικό για σχεδόν οποιοδήποτε έργο IoT.

Ο ESP32 ενσωματώνει πομποδέκτη Wi-Fi 802.11b/g/n HT40, ώστε να μπορεί όχι μόνο να συνδεθεί σε δίκτυο WiFi και να αλληλεπιδράσει με το Διαδίκτυο, αλλά μπορεί επίσης να δημιουργήσει ένα δικό του δίκτυο, επιτρέποντας σε άλλες συσκευές να συνδεθούν απευθείας το. Το ESP32 υποστηρίζει επίσης WiFi Direct, το οποίο είναι μια καλή επιλογή για peer-to-peer σύνδεση χωρίς την ανάγκη σημείου πρόσβασης. Το WiFi Direct είναι ευκολότερο στη ρύθμιση και οι ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων είναι πολύ καλύτερες από το Bluetooth. Το τσιπ διαθέτει επίσης δυνατότητες διπλής λειτουργίας Bluetooth, που σημαίνει ότι υποστηρίζει τόσο Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart) όσο και Bluetooth Classic (BT), καθιστώντας το ακόμη περισσότερο πολύπλευρος.

Σε αυτό το έργο, χρησιμοποιώ μόνο τη δυνατότητα WiFi για να δημιουργήσω έναν τοπικό διακομιστή για να επικοινωνεί ο σταθμός εντολών DCC με μια εφαρμογή Android.

Θεωρητικά, είναι δυνατή η χρήση μόνο της μονάδας ESP, ωστόσο ο κωδικός δημιουργίας ρολογιού που απαιτείται είναι εντελώς διαφορετικός από τον κωδικό ρολογιού AVR που χρησιμοποιείται στο Arduino Pro Mini. Αφήνω αυτό το έργο σε έναν άλλο αναγνώστη εκεί έξω!

Οι συνδέσεις μεταξύ ESP32 και Arduino είναι πραγματικά απλές - δείτε το διάγραμμα κυκλώματος. Τα RX, TX από το Pro Mini συνδέονται με τα Rx2, Tx2 της συσκευής ESP. Σημειώστε τη χρήση αντιστάσεων για να μειώσετε το επίπεδο σήματος στο ESP32, καθώς μπορεί να χρησιμοποιήσει μόνο επίπεδα 3,3v.

Βήμα 2: Διάγραμμα κυκλώματος και PCB

Το κύκλωμα Arduino είναι το ίδιο με αυτό που χρησιμοποιείται στην έκδοση Bluetooth. Έχω προσθέσει υποδοχές για την τοποθέτηση του ESP32 στη θέση της μονάδας BT. Αυτό το PCB είναι τώρα διαθέσιμο προς πώληση στο eBay εδώ. Το Arduino πρέπει να είναι μια έκδοση Pro Mini ATmega 328 16MHz 5v

Το ESP32 λειτουργεί ως διακομιστής WiFi, λαμβάνει δεδομένα από την εφαρμογή WiFi_DCC και τα διαβιβάζει στο Arduino μέσω ακίδας TX2. Τυχόν δεδομένα που επιστρέφουν στην εφαρμογή θα αποστέλλονται μέσω της ακίδας RX2.

Μια αντίσταση αίσθησης ρεύματος 0,1 ohm ανιχνεύει συνθήκες υπερφόρτωσης και βραχυκυκλώματος, οι οποίες στη συνέχεια θέτουν σε λειτουργία το σύστημα έως ότου ληφθεί σήμα επαναφοράς.

Η γέφυρα LMD18200T μετατρέπει το πακέτο DCC σε κυματομορφή εναλλασσόμενου ρεύματος που τροφοδοτεί το κομμάτι με ισχύ και δεδομένα.

Σημείωση: Ο ρυθμιστής 5 βολτ σε ένα πακέτο TO-220 ζεσταίνεται όταν τροφοδοτείτε τη μονάδα ESP32 (έως 200 mA), επομένως πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια ψύκτρα.

Βήμα 3: ESP32 Node MCU Sketch

Ενημερώθηκε 2020-11-30 - χρησιμοποιήστε το νέο σκίτσο που επισυνάπτεται 'DCC_WiFi_v3.ino'

Ενημερώθηκε 17/7/2020 - χρησιμοποιήστε το νέο σκίτσο που επισυνάπτεται 'DCC_WiFi_v2.ino'

Αυτό το σκίτσο ρυθμίζει τον τοπικό σας διακομιστή και λαμβάνει ενημερώσεις από την εφαρμογή στη συσκευή σας android. Η επικοινωνία είναι διπλής κατεύθυνσης για να επιτρέπεται η αναφορά δεδομένων στην τρέχουσα αντλία από το σύστημα στην εφαρμογή.

Μεταβείτε στον σύνδεσμο GitHub για να λάβετε τα απαιτούμενα αρχεία βιβλιοθήκης εδώ.

Το ESP32S πρέπει να προγραμματιστεί μέσω του Arduino IDE. Μεταβείτε στα Εργαλεία, στον πίνακα και επιλέξτε Node32S ή NodeMCU-32S από τη λίστα.

Μεταβείτε στα Εργαλεία, Θύρα και επιλέξτε /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Αυτή είναι η επιλογή στο Apple MacBook Air μου - κάτι παρόμοιο σε υπολογιστή θα φανταζόμουν.

Το σκίτσο Arduino 'DCC_WiFi_v1.ino' απαιτεί αυτά τα αρχεία βιβλιοθήκης:

// για την εφαρμογή "LocoMotive WiFi Controller"

// δημιουργεί ένα σημείο πρόσβασης WiFi και παρέχει έναν διακομιστή ιστού σε αυτό

#include "WiFi.h" #include "WiFiClient.h" #include "WiFiAP.h"

const char *ssid = "DCC_WiFi"; // πρέπει να ταιριάζει στις ρυθμίσεις συσκευής Androidconst char *password = "123456789"; // πρέπει να εισαχθεί όταν είναι επιλεγμένο το παραπάνω ssid

Διακομιστής WiFiServer (80).

Βήμα 4: Arduino Pro Mini Sketch

Ενημερώθηκε 5/4/2021 - χρησιμοποιήστε το νέο σκίτσο που επισυνάπτεται 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino'

Ενημερώθηκε 24/3/2021 - χρησιμοποιήστε το νέο σκίτσο που επισυνάπτεται 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v3.ino'

Για να φορτώσετε ένα σκίτσο στο Arduino Pro Mini χρειάζεστε έναν προσαρμογέα USB-TTL όπως το CH340 διαθέσιμο στο eBay ή εδώ στον ιστότοπο Hobby Components:

Βήμα 5: Εφαρμογή WiFi_DCC

Η εφαρμογή είναι διαθέσιμη στο Google Play Store εδώ "LocoMotive DCC 3 WiFi".

Η εφαρμογή είναι διαθέσιμη στο Google Play Store εδώ "LocoMotive DCC 2 WiFi".

Η εφαρμογή μπορεί να φορτωθεί σε περισσότερες από μία συσκευές Android για να παρέχει πολλά γκάζια DCC.

Σημείωση: Η εφαρμογή λειτουργεί καλά στο Android 7, ωστόσο στο Android 9 και πάνω πρέπει να απενεργοποιήσετε τα «δεδομένα κινητής τηλεφωνίας» στις ρυθμίσεις του τηλεφώνου

Μπορεί επίσης να χρειαστεί να ενεργοποιήσετε το GPS στις ρυθμίσεις τοποθεσίας της συσκευής σας.

Επίσης, πρέπει να κάνετε κλικ στο κουμπί Λήψη WiFi μερικές φορές για να συνδεθείτε αποτελεσματικά.