Estació de comandament WiFi DCC per al model de ferrocarril: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Actualitzat el 5 d'abril de 2021: nou esbós i modificació dels components del circuit. Nou esbós: command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino

Nou sistema DCC que utilitza WiFi per comunicar instruccions Es poden utilitzar 3 usuaris d’acceleradors de telèfons mòbils / tauletes en un disseny ideal tant per a ferrocarrils casolans com per a clubs

Un circuit electrònic molt senzill proporciona el senyal DCC i l'alimentació de la pista, però l'aplicació fa la feina real. L’ordinador del telèfon s’utilitza al màxim mitjançant la creació dels codis necessaris per formar cada paquet d’instruccions, simplificant així la feina del microcontrolador.

Aplicació disponible a 8,49 £ a Play Store "Locomotive DCC 3 WiFi"

- Aquesta aplicació s'ha d'instal·lar en dispositius amb Android 7 o versions posteriors.

L'estació de comandament DCC més fàcil que sigui compatible amb NMRA. Mireu la llista de funcions a continuació

Apte per a descodificadors compatibles amb NMRA estàndard, p. Bachmann, Lenz, Atlas, Hornby, etc.

Les funcions inclouen: Fins a 3 usuaris en telèfons o tauletes Android (útils per als membres del club) Direcció de loco de 4 dígits Programa a la principal (PoM) Control consistent Control d’1 a 50 locomotores Condueix fins a 12 locomotores OO / HO Circuit curt protegit Tall de sobrecàrrega automàtic Llums i direcció Funcions 1 a 28 Desactivació / punts / accessoris fins a 255 parells de sortides Nom personalitzat de les vostres locomotores Canvieu qualsevol funció a commutadors d’encès / apagat momentanis L’aplicació té títols editables, visibilitat i opcions momentànies als 28 botons de funció L’aplicació té 4 barres de velocitat en pantalla per controlar 4 locomotores a un temps Afegiu la velocitat màxima per a cada loco Escolliu una font d'alimentació de CC per adaptar-la a l'escala utilitzada (Z / N / OO / HO / O) de 14v a 16v

Llista de peces:

1 de descompte de la placa de desenvolupament ESP32 S 2.4GHz WiFi + mòdul antena Bluetooth CP2102

Nota: consulteu el diagrama de fixació per obtenir una configuració correcta del dispositiu per a aquest disseny de PCB

1 de descompte Arduino Pro Mini Atmega328P 5V / 16M

1 de LMD18200T IC pont H

1 off 0,1 ohm resistència de pel·lícula metàl·lica 2W (11,5 mm x 4,5 mm)

7 de descompte Condensador 0.1uf

Nota: la resistència de 10 k al costat del 4.7k no és necessària per a la versió WiFi

1 de 470 ohm (en lloc de 10 k al costat de la resistència de 0,1 ohm)

1 resistència de 2k8Ω (pot ser de 2,2k o 2,7k o 2,8k)

2 resistències de 180Ω

1 de condensador de 10uf 25v;

1 de condensador 220uf 16v;

1 Phoenix Contact MKDS 1 / 2-3, 5 Bloqueig de bornes de cargol de PCB de 2 vies 13.5A 200V 3.5mm

1 resistència de 4,7 kΩ

1 circuit regulador de tensió positiva CV L7805 CV amb 1 estil dissipador de calor TO 220 per a L7805

Nota: aquest regulador de 5 V funcionarà calent, tret que s’utilitzi un dissipador de calor suficient

Pot ser que sigui necessari muntar-lo externament des del PCB amb connexions de cable

2 pins de 15 clavilles femelles de la vora de la capçal de la tira 0,1 2,54 mm

2 pins de 12 pins femelles de la capçalera de la vora 0,1 2,54 mm

1 desbloqueig de borns de cargol universal de PCB de 2,54 mm de 6 pins

1 de diode Zener 4,7 V 0,5 w o 3,6 v 0,5 w

Filferro

Font d'alimentació:

NO utilitzeu un controlador de tren de CC ja que no proporcionen una tensió CC real.

Versió de 15 V 2 Amp amb un endoll de 2,1 x 5,5 mm, cerqueu l'article eBay # 401871382681

Pas 1: Visió de les funcions ESP32 i ús amb Arduino IDE

Pocs anys enrere, ESP8266 va prendre el món de l'IoT incrustat per assalt. Per menys de 3 dòlars, podríeu obtenir un microcontrolador programable amb WiFi que sigui capaç de controlar i controlar coses des de qualsevol part del món. Ara Espressif (l’empresa de semiconductors que hi ha darrere de l’ESP8266) ha llançat una actualització perfectament supercarregada: l’ESP32. Ser successor de l’ESP8266; no només té suport WiFi, sinó que també disposa de Bluetooth 4.0 (BLE / Bluetooth Smart), perfecte per a qualsevol projecte IoT.

L’ESP32 integra un transceptor Wi-Fi 802.11b / g / n HT40, de manera que no només es pot connectar a una xarxa WiFi i interactuar amb Internet, sinó que també pot configurar una xarxa pròpia que permet connectar directament altres dispositius a això. L'ESP32 també admet WiFi Direct, que és una bona opció per a la connexió d'igual a igual sense necessitat d'un punt d'accés. El WiFi Direct és més fàcil d’instal·lar i les velocitats de transferència de dades són molt millors que el Bluetooth. El xip també té funcions Bluetooth de doble mode, és a dir, és compatible amb Bluetooth 4.0 (BLE / Bluetooth Smart) i Bluetooth Classic (BT), cosa que el fa encara més versàtil.

En aquest projecte, només faig servir la capacitat WiFi per crear un servidor local perquè l'estació de comandes DCC es comuniqui amb una aplicació d'Android.

En teoria, només és possible utilitzar el mòdul ESP, però el codi de generació de rellotge necessari és completament diferent de l'ús del codi de rellotge AVR a l'Arduino Pro Mini. Deixo aquesta tasca a un altre lector.

Les connexions entre ESP32 i Arduino són realment simples: vegeu el diagrama del circuit. El RX, TX de Pro Mini es connecta al Rx2, Tx2 del dispositiu ESP. Tingueu en compte l'ús de resistències per reduir el nivell de senyal a l'ESP32, ja que només pot utilitzar nivells de 3,3 v.

Pas 2: Diagrama de circuits i PCB

El circuit Arduino és el mateix que s’utilitza a la versió Bluetooth. He afegit preses de corrent per muntar l’ESP32 en lloc del mòdul BT. Aquest PCB ja està disponible a la venda a eBay aquí. L’Arduino ha de ser una versió Pro Mini ATmega 328 16MHz 5v

L'ESP32 actua com un servidor WiFi, rebent dades de l'aplicació WiFi_DCC i transmetent-les a l'Arduino mitjançant el pin TX2. Les dades que tornin a l'aplicació s'enviaran mitjançant el pin RX2.

Una resistència de detecció de corrent de 0,1 ohm detecta les sobrecàrregues i les condicions de curtcircuit que després estableixen el sistema fins que es rep un senyal de restabliment.

El pont h LMD18200T converteix el paquet DCC en una forma d'ona de CA que subministra la pista amb energia i dades.

Nota: El regulador de 5 volts d’un paquet TO-220 s’escalfa en alimentar el mòdul ESP32 (fins a 200 mA), per tant s’ha d’utilitzar un dissipador de calor.

Pas 3: Esbós MCU del node ESP32

Actualitzat el 2020-11-30: utilitzeu un nou esbós adjunt "DCC_WiFi_v3.ino"

Actualitzat el 17/7/2020: utilitzeu un nou esbós adjunt "DCC_WiFi_v2.ino"

Aquest esbós configura el servidor local i rep actualitzacions de l'aplicació al dispositiu Android. La comunicació és bidireccional per permetre que es reportin a l'aplicació les dades sobre el corrent realitzat pel sistema.

Aneu a l'enllaç GitHub per obtenir els fitxers de biblioteca necessaris aquí.

ESP32S s'ha de programar mitjançant l'IDE Arduino. Aneu a Eines, Tauler i seleccioneu Node32S o NodeMCU-32S de la llista.

Aneu a Eines, Port i seleccioneu /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Aquesta és l'opció del meu Apple MacBook Air: m'imaginaria una cosa semblant a l'ordinador.

L'esbós d'Arduino "DCC_WiFi_v1.ino" requereix aquests fitxers de biblioteca:

// per a l'aplicació "LocoMotive WiFi Controller"

// crea un punt d’accés WiFi i hi proporciona un servidor web

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

const char * ssid = "DCC_WiFi"; // ha de coincidir a la configuració del dispositiu Androidconst char * password = "123456789"; // s'ha d'introduir quan es selecciona la part superior ssid

Servidor WiFiServer (80);

Pas 4: Arduino Pro Mini Sketch

Actualitzat el 2021-05-04: utilitzeu un nou esbós adjunt "command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino"

Actualitzat el 24/3/2021: utilitzeu un nou esbós adjunt "command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v3.ino"

Per carregar un esbós a l’Arduino Pro Mini, necessiteu un adaptador USB-TTL com el CH340 disponible a eBay o aquí al lloc web de Hobby Components:

Pas 5: aplicació WiFi_DCC

L'aplicació està disponible a Google Play Store aquí "LocoMotive DCC 3 WiFi".

L'aplicació està disponible a Google Play Store aquí "LocoMotive DCC 2 WiFi".

L'aplicació es pot carregar a més d'un dispositiu Android per proporcionar diversos acceleradors DCC.

Nota: L'aplicació funciona bé a Android 7, però a Android 9 en endavant heu de desactivar les "dades mòbils" a la configuració del telèfon

És possible que també hàgiu d’encendre el GPS a la configuració d’ubicació del vostre dispositiu.

A més, haureu de fer clic al botó Obtenir WiFi un parell de vegades per connectar-vos de manera eficaç.