Σύστημα φανών 4 δρόμων με χρήση 5 ασύρματων μονάδων Arduinos και 5 NRF24L01: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Πριν από λίγο δημιούργησα ένα Instructable που περιγράφει λεπτομερώς ένα μόνο ζευγάρι φανάρια σε μια σανίδα ψωμιού.

Δημιούργησα επίσης ένα άλλο Instructable που δείχνει το βασικό πλαίσιο για τη χρήση ασύρματης μονάδας NRF24L01.

Αυτό με έβαλε σε σκέψεις!

Υπάρχουν αρκετοί χομπίστες σε όλο τον κόσμο που χτίζουν πρότυπες πόλεις και σιδηρόδρομους και σχεδόν πάντα έχουν φανάρια κάποιας περιγραφής.

Ορισμένα είναι μοντέλα εργασίας και άλλα είναι μόνο για αισθητικούς σκοπούς.

Θα μπορούσα να δημιουργήσω ένα μοντέλο εργασίας ενός συστήματος τεσσάρων φανών και να τα συνδέσω ασύρματα;

Κάθισα και σκέφτηκα τη λίστα με τις πιθανές απαιτήσεις μου. Που πήγε κάπως έτσι.

Ελέγξτε 4 κατευθύνσεις κυκλοφορίας, όπως διασταύρωση σταυροδρόμι.

Κάθε κατεύθυνση έχει δύο φώτα. και κάθε ζεύγος λαμβάνει τις οδηγίες του ασύρματα από κάποιο είδος μονάδας ελέγχου.

Να είναι σε θέση να καθορίσει και να τροποποιήσει τη σειρά λειτουργίας των φώτων,

• 1, 2, 3, 4 - δεξιόστροφα
• 1, 3, 4, 2
• 1, 4, 2, 3
• 1, 4, 3, 2-αριστερόστροφα
• 1, 2, 4, 3
• 1, 3, 2, 4
• 1 + 3, 2 + 4 - 2 σε 2 έκπτωση
• 1 + 3, 2, 4
• 1, 3, 2 + 4

Όλες οι αλληλουχίες πρέπει να ελέγχονται από μία μόνο μονάδα ελέγχου και οι μονάδες λήψης να ανάβουν και να σβήνουν μόνο τα φώτα.

Όταν είπα να φτιάξω ένα μοντέλο, εννοούσα, να φτιάξω ένα πραγματικό μοντέλο, τίποτα πολύ φανταχτερό, αλλά κάτι που θα έμοιαζε πραγματικά με το πραγματικό, πιθανώς, ίσως και παλιό.

Βήμα 1: Φιλόδοξο; Μπορεί

Απαιτήσεις βασικών εξαρτημάτων:

Μια μονάδα ελέγχου και τέσσερα σετ φώτων = πέντε Arduinos και πέντε ασύρματες μονάδες. AliExpress στη διάσωση (ξανά).

Οκτώ βάσεις φωτεινών σηματοδοτών. Έχω μια κακή απομίμηση ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή, ο οποίος τείνει να παρέχει περισσότερες χορτονομές από δοχεία από χρήσιμα προϊόντα, αλλά σκέφτηκα ότι ούτως ή άλλως θα το έδινα. Βρήκα μερικά στο Thingiverse, www.thingiverse.com/thing:2157324

Αυτό το μοντέλο έμοιαζε με το λιγότερο περίπλοκο για τον εκτυπωτή μου. Wantedθελα οκτώ, οπότε εξακολουθούσα να πιέζω την τύχη μου. Όπως αποδείχθηκε, διαπίστωσα ότι μετά από μερικές αποτυχημένες προσπάθειες, αν προσανατολίσω το μοντέλο προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση (από μπροστά προς τα πίσω), έλαβα λογικά αποτελέσματα. Συνολικά εκτύπωσα δεκατρία και πήρα οκτώ χρήσιμα.

Αυτή ήταν η λίστα με τα κύρια μέρη που ταξινομήθηκε. Τα υπόλοιπα μέρη, τα είχα ήδη.

Ο πλήρης κατάλογος μερών είναι

• 5 x UNOs Arduino
• 5 x ασύρματες πλακέτες NRF24L01
• 5 x YL-105 (ή παρόμοιες) σανίδες διάσπασης για τα NRF24L0
• 8 x κόκκινα LED
• 8 x κίτρινα LED (δεν έχω πορτοκαλί LED)
• 8 x πράσινες λυχνίες LED
• 4 x LED RGB
• Αντιστάσεις 28 x 220 Ohm
• Breadboards / PCB ??
• 8 x Μοντέλο φανών κυκλοφορίας
• 6 x 8 μακράς κεφαλίδες καρφίτσας (η έκτη ήταν για απόσταση στον πίνακα ελέγχου, δείτε βίντεο)
• Συρρίκνωση σωλήνα
• Καλώδια βραχυκυκλωτήρων
• Κομμάτι από χαρτόνι ή κάτι επίπεδο
• Άλλα κομμάτια ξύλου;;
• Βαφή ??
• Ζεστή κόλλα
• Χρόνος, Υπομονή και αλκοόλ επιλογής

Βήμα 2: Γράψτε τον κωδικό για τη μονάδα ελέγχου

Αυτό είναι το κομμάτι που έπρεπε να κάνω πρώτα, σε περίπτωση που δεν μπορούσα να το διαχειριστώ πραγματικά, το οποίο θα ήταν ένα showstopper.

Αυτό ήταν μακράν το πιο πολύπλοκο μέρος ή το έργο, αλλά και το πιο ενδιαφέρον για μένα.

Έπρεπε να καθίσω και να καθορίσω όλους τους πιθανούς συνδυασμούς αλλαγών φωτός και πώς θα συνεργάζονταν ταυτόχρονα.

Όπως κάθε καλός σχεδιασμός, ξεκίνησε, στο χαρτί, με μια πολύ μεγάλη λίστα αριθμών και επειδή ήθελα να μπορώ να έχω πολλές πιθανές ακολουθίες λειτουργίας, η λίστα έγινε ακόμα μεγαλύτερη.

Αλλά, μια φορά ήμουν ευτυχισμένος που είχα όλα όσα πίστευα ότι ήταν απαραίτητα και, αφού κοιτούσα για λίγο τις σελίδες των αριθμών, το OCD μου άρχισε και άρχισα να βλέπω μοτίβα.

Οργανώνοντας τα μοτίβα, κατάφερα να συγκεντρώσω όλη την ακολουθία σε έναν ενιαίο τρισδιάστατο πίνακα και δύο 2-διάστατους πίνακες.

Το μόνο που έπρεπε να κάνω τώρα είναι να βρω έναν τρόπο χειρισμού αυτών των συστοιχιών για τη δημιουργία της σωστής ακολουθίας και ελαφρών βημάτων.

Πέρασε λίγο, αλλά κατάφερα να το πετύχω σε λιγότερο από πενήντα γραμμές κώδικα, συμπεριλαμβανομένων σχολίων κ.λπ.

Ο κωδικός για αυτό δεν είναι για τους ασθενείς, αλλά αν κατανοείτε πολυδιάστατους πίνακες, δεν θα πρέπει να είναι πολύ δύσκολο να τον ακολουθήσετε. Or μια καμπύλη μάθησης για τα υπόλοιπα.

Το θέμα είναι ότι πιστεύω ότι λειτουργεί και δεν πρέπει να απαιτεί αλλαγή ούτως ή άλλως. Αλλά…………

Βήμα 3: NRF24L01 Breakout Board Mod

Η μονάδα NRF24L01 και ο πίνακας διαρροής YL-105, δυστυχώς, δεν είναι πολύ φιλικοί προς το ψωμί.

Ο πίνακας breakout πηγαίνει εν μέρει για να διορθώσει το πρόβλημα και το πιο σημαντικό, καθιστώντας το 5V ανεκτικό, αλλά, ακόμα δεν είναι φιλικό προς το breadboard.

Έτσι έγινα λίγο εφευρετικός.

Στη συλλογή μου "πράγματα", έχω έναν αριθμό κεφαλίδων 6 ακίδων με μακριές καρφίτσες. Το είδος που απαιτείται για την κατασκευή των Arduino Shields.

Πήρα ένα από αυτά και έσκυψα τις καρφίτσες στους 90 βαθμούς.

Αφαίρεσα μία από τις ράγες τροφοδοσίας από ένα breadboard και έβαλα την κεφαλίδα στην άκρη του breadboard.

Αυτό άφησε τους ακροδέκτες τροφοδοσίας στον πίνακα ανάρτησης. Είναι τώρα στο δρόμο.

Έτσι τα αφαίρεσα και τα τοποθέτησα στην άλλη πλευρά του πίνακα breakout έτσι ώστε να προεξέχουν τώρα από το πίσω μέρος του πίνακα.

Για τους σκοπούς του παρόντος Εγχειρίδιο, χρειάζομαι πέντε μονάδες NRF24L01, οπότε τις τοποθέτησα σε όλη την πλάκα και στη συνέχεια στερέωσα τη ράγα τροφοδοσίας κατά μήκος όλων των ακίδων ισχύος στον πίνακα διάσπασης.

Φαινόταν αρκετά τακτοποιημένο μέχρι να συνδέσω το Arduinos και είχε λίγο κόσμο.

Επιπλέον, που είναι το σημαντικό κομμάτι, μόλις συνδεθεί η σιδηροδρομική γραμμή, όλα τα Arduinos θα συνδεθούν στην ίδια πηγή και αυτό προσπαθούσα να αποφύγω, οπότε τα περισσότερα τα χώρισα ξανά.

Θα κρατήσω τον πίνακα με μερικές μονάδες NRF24L01 για πρωτότυπο στο μέλλον, οπότε όχι πλήρη χάσιμο χρόνου.

Βήμα 4: Μονάδες φανών

Βρήκα μερικές μικρές σανίδες ψωμιού 170 γραβάτων. Αυτά δεν έχουν ράγα ισχύος, οπότε ο τροποποιημένος πίνακας διαρροής μου θα εξακολουθούσε να ταιριάζει. Αν και σε μικρή γωνία λόγω του ύψους της σανίδας διαρροής.

Έφτιαξα τα τέσσερα φώτα πορείας με τα ίδια, ίδια χρώματα καλώδια, τοποθέτηση κλπ. Τώρα είναι πραγματικά αυτόνομα.

Για τη μονάδα ελέγχου, έβαλα τη μονάδα NRF24L01 σε ένα PCB με τα LED RGB. Χρησιμοποίησα RGB γιατί, αν και δεν χρειαζόταν να δω όλα τα φώτα, μόνο το κόκκινο και το πράσινο, καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο.

Συνδέθηκε τα LED με το Arduino με τον κανονικό τρόπο και πρόσθεσε λίγο κώδικα για να εμφανιστεί η κόκκινη ή πράσινη κατάσταση κάθε σετ φανών.

Προσπάθησα να είμαι συνεπής με τα χρώματα της καλωδίωσης, ώστε να μπορώ εύκολα να δω αν είχα κάνει κάτι διαφορετικό σε έναν από τους πίνακες.

Έχω μερικά σύντομα σετ μολύβδου Dupont και καθώς τα καλώδια είναι κολλημένα μεταξύ τους, το έκανε αυτό το μέρος αρκετά εύκολο.

NRF24L01:

• CE Orange To Arduino pin 10 (ορίζεται στον κώδικα)
• CSN Yellow To Arduino pin 9 (ορίζεται στον κώδικα)
• SCK Green To Arduino pin 13 (υποχρεωτικό)
• MOSI Blue To Arduino pin 11 (υποχρεωτικό)
• MISO Purple To Arduino pin 12 (υποχρεωτικό)
• Vcc Κόκκινο έως 5v Εάν δεν χρησιμοποιείτε τις σανίδες ανάρτησης, πρέπει να είναι 3,3v.
• GND Brown To Arduino GND

Μονάδες φωτισμού και καρφίτσες Arduino σε LED:

• Κόκκινο για κόκκινο LED
• Πορτοκαλί για το κίτρινο LED (δεν έχω πορτοκαλί LED)
• Πράσινο για το πράσινο LED
• Μαύρο για GND

Η μόνη μου απόκλιση από αυτό ήταν όταν συνέδεσα το Control Arduino με τα LED RGB. Χρησιμοποίησα λευκά και γκρι καλώδια επειδή μου είχαν τελειώσει τα κόκκινα.

Βήμα 5: Φώτα κυκλοφορίας και δοκιμές

Αυτός είναι ο κωδικός που έχει ολοκληρωθεί και κάθε αυτόνομος έλεγχος έχει επίσης ολοκληρωθεί. Το μόνο που χρειάζομαι τώρα είναι τα ίδια τα φανάρια.

Όπως είπα και πριν, βρήκα ένα απλό μοντέλο στο Thingiverse και κατάφερα να εκτυπώσω οκτώ που δεν έμοιαζαν πολύ άσχημα.

Τοποθέτησα τα LEDS με την απαιτούμενη αντίσταση 200 Ohm και ένα καλώδιο σύνδεσης και γείωσης.

Συρρικνώστε τα καλώδια και τα κολλήσατε ζεστά όλα στη θέση τους.

Αποφάσισα να τα βάψω μαύρα αφού τοποθετήθηκαν όλα τα LED. Κακή ιδέα, έπρεπε να το κάνω πρώτα.

Συνδέσα τα πάντα για μια δοκιμή πριν προχωρήσω περαιτέρω.

Βήμα 6: Το σταυροδρόμι

Αποφάσισα να τα τοποθετήσω όλα σε έναν πίνακα, οπότε τώρα έπρεπε να δημιουργήσω ένα είδος σταυροδρόμι που μοιάζει.

Ζω στο Ηνωμένο Βασίλειο, οπότε οδηγούμε στη λάθος πλευρά του δρόμου εδώ, και ως εκ τούτου έκανα το σταυροδρόμι μου ως φιλικό προς το Ηνωμένο Βασίλειο, όπως θα επέτρεπαν οι κακές καλλιτεχνικές μου ικανότητες.

Αυτό ήταν αρκετά απλό, απλά χρονοβόρο. και είμαι σίγουρος ότι δεν υπάρχουν σταυροδρόμια που να μοιάζουν πραγματικά, αλλά το δικό μου δεν έχει λακκούβες.

Δεν ήθελα να θυσιάσω μόνιμα το Arduinos μου σε αυτό το έργο, οπότε συμβιβάστηκα γεμίζοντας το καθένα με αναστολές 10 χιλιοστών και κόλλησα θερμά τις αναμονές στη βάση του πίνακα.

Αυτό που έκανα όμως είναι η ζεστή κόλλα του μίνι ψωμιού στο πλάι του Arduino.

Πρώτον, συγκρατούσε το NRF24L01 και τον πίνακα διαρροής από τη βάση του σταυροδρόμι, και δεύτερον, σπάνια χρησιμοποιώ ένα Arduino χωρίς σανίδα ψωμιού ούτως ή άλλως, έτσι θα εξακολουθούν να είναι χρήσιμα έτσι.

Βήμα 7: Όλα Έγιναν

Όλα τα αρχεία κώδικα έχουν συμπεριληφθεί.

Δεν πέρασα από τον κώδικα εδώ καθώς αυτό το Instructable είναι αρκετά μεγάλο χωρίς αυτό.

Ελπίζω ότι αυτό ήταν ένα χρήσιμο Εγχειρίδιο, ακόμα κι αν δείχνει μόνο τον τρόπο ασύρματου ελέγχου πολλών άλλων πλακετών Arduino με το πολύ λογικό κόστος NRF24L01.

Εάν έχετε απορίες, μη διστάσετε να κάνετε ένα σχόλιο και θα κάνω ό, τι καλύτερο μπορώ για να βοηθήσω.