Командная станция WiFi DCC для модельной железной дороги: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Обновлено 5 апреля 2021 года: новый скетч и мод для компонентов схемы. Новый скетч: command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino

Совершенно новая система DCC, использующая Wi-Fi для передачи инструкций. Можно использовать 3 пользователя дросселей для мобильных телефонов / планшетов в компоновке, идеально подходящей как для домашних, так и для клубных железных дорог

Очень простая электронная схема обеспечивает сигнал DCC и питание для трека, однако реальную работу выполняет приложение! Компьютер на вашем телефоне используется в полной мере за счет создания кодов, необходимых для формирования каждого пакета инструкций, что упрощает работу микроконтроллера!

Приложение доступно по цене 8,49 фунтов стерлингов в магазине Play 'Locomotive DCC 3 WiFi'

- это приложение должно быть установлено на устройствах с Android 7 и более поздних версий.

Самая простая командная станция DCC, совместимая с NMRA !! Посмотрите на список функций ниже

Подходит для стандартных декодеров, совместимых с NMRA, например Бахманн, Ленц, Атлас, Хорнби и др.

Функции включают в себя: До 3 пользователей на телефонах или планшетах Android (полезно для членов клуба) 4-значная адресация локомотивов Программа на главном (PoM) Состоящее управление Управление от 1 до 50 локомотивов Привод до 12 локомотивов OO / HO Защита от короткого замыкания Автоматическое отключение от перегрузки Свет и направление Функции От 1 до 28 Выключатели / точки / аксессуары до 255 пар выходов Пользовательское название вашего локомотива Изменение любой функции на мгновенные переключатели включения / выключения Приложение имеет редактируемые названия, видимость и мгновенные параметры на 28 функциональных кнопках. a time Добавьте максимальную скорость для каждого локомотива Выберите источник питания постоянного тока в соответствии с используемым масштабом (Z / N / OO / HO / O) от 14 до 16 В

Список деталей:

1 от платы разработки ESP32 S 2,4 ГГц WiFi + модуль антенны Bluetooth CP2102

Примечание: см. Схему выводов для правильной конфигурации устройства для этой конструкции печатной платы.

1 выключатель Arduino Pro Mini Atmega328P 5V / 16M

1 микросхема H-моста LMD18200T

Металлопленочный резистор мощностью 2 Вт, 0,1 Ом (11,5 мм x 4,5 мм), 1 шт.

7 конденсаторов 0,1 мкФ

Примечание: резистор 10 кОм рядом с 4,7 кОм не требуется для версии WiFi.

1 от 470 Ом (вместо 10 кОм рядом с резистором 0,1 Ом

1 резистор 2 кОм 8 Ом (это может быть 2,2 кОм, 2,7 кОм или 2,8 кОм)

2 резистора 180 Ом

1 конденсатор 10 мкФ 25 В;

1 конденсатор 220 мкФ 16 В;

1 Phoenix Contact MKDS 1 / 2-3, 5 2-контактная винтовая клеммная колодка для печатной платы 13,5 A 200 В 3,5 мм

1 резистор 4,7 кОм

1 микросхема стабилизатора положительного напряжения L7805 CV с 1 радиатором в стиле TO 220 для L7805

Примечание: этот регулятор 5 В будет нагреваться, если не используется достаточный радиатор.

Может потребоваться установить это снаружи от печатной платы с помощью проводных соединений.

2 15-контактных разъема с внутренней резьбой по краю заголовка, полоса 0,1 дюйма 2,54 мм

2 12-контактных разъема с внутренней резьбой по краю заголовка, полоса 0,1 дюйма 2,54 мм

1 6-контактный универсальный винтовой клеммный блок 2,54 мм для печатной платы

1 стабилитрон 4,7 В 0,5 Вт или 3,6 В 0,5 Вт

Проволока

Электропитание:

ЗАПРЕЩАЕТСЯ использовать контроллер линии постоянного тока, поскольку они не обеспечивают истинное напряжение постоянного тока.

Версия 15V 2 Amp с вилкой 2,1 x 5,5 мм, найдите товар на eBay # 401871382681

Шаг 1. Знакомство с функциями ESP32 и их использованием с Arduino IDE

Несколько лет назад ESP8266 штурмом покорил мир встроенного Интернета вещей. Менее чем за 3 доллара вы можете получить программируемый микроконтроллер с поддержкой Wi-Fi, способный контролировать и управлять вещами из любой точки мира. Теперь Espressif (полупроводниковая компания, стоящая за ESP8266) выпустила идеальное сверхзаряженное обновление: ESP32. Преемник ESP8266; Он не только поддерживает Wi-Fi, но и поддерживает Bluetooth 4.0 (BLE / Bluetooth Smart) - идеально подходит практически для любого проекта IoT.

ESP32 объединяет приемопередатчик Wi-Fi 802.11b / g / n HT40, поэтому он может не только подключаться к сети Wi-Fi и взаимодействовать с Интернетом, но также может создавать собственную сеть, позволяя другим устройствам подключаться напрямую к Это. ESP32 также поддерживает WiFi Direct, что является хорошим вариантом для однорангового соединения без точки доступа. WiFi Direct проще в настройке, а скорость передачи данных намного выше, чем у Bluetooth. Чип также поддерживает двухрежимный режим Bluetooth, то есть поддерживает как Bluetooth 4.0 (BLE / Bluetooth Smart), так и Bluetooth Classic (BT), что делает его еще лучше. универсальный.

В этом проекте я использую возможность Wi-Fi только для создания локального сервера для командной станции DCC для связи с приложением Android.

Теоретически можно использовать только модуль ESP, однако требуемый код генерации часов полностью отличается от кода часов AVR, который используется в Arduino Pro Mini. Я оставляю эту задачу другому читателю!

Соединения между ESP32 и Arduino действительно просты - см. Принципиальную схему. RX, TX от Pro Mini подключаются к Rx2, Tx2 устройства ESP. Обратите внимание на использование резисторов для понижения уровня сигнала до ESP32, поскольку он может использовать только уровни 3,3 В.

Шаг 2: принципиальная схема и печатная плата

Схема Arduino такая же, как и в версии Bluetooth. Я добавил сокеты для установки ESP32 вместо модуля BT. Эта печатная плата теперь доступна для продажи на eBay здесь. Arduino должна быть версией Pro Mini ATmega 328 16MHz 5v.

ESP32 действует как WiFi-сервер, получая данные от приложения WiFi_DCC и передавая их на Arduino через вывод TX2. Любые данные, возвращающиеся в приложение, будут отправлены через контакт RX2.

Токочувствительный резистор 0,1 Ом определяет условия перегрузки и короткого замыкания, которые затем отключают систему до тех пор, пока не будет получен сигнал сброса.

H-мост LMD18200T преобразует пакет DCC в сигнал переменного тока, который подает на трек питание и данные.

Примечание. Регулятор на 5 В в корпусе TO-220 нагревается при питании модуля ESP32 (до 200 мА), поэтому необходимо использовать радиатор.

Шаг 3: эскиз MCU узла ESP32

Обновлено 2020-11-30 - используйте новый скетч, прикрепленный "DCC_WiFi_v3.ino"

Обновлено 17/7/2020 - используйте новый скетч, прикрепленный "DCC_WiFi_v2.ino"

Этот эскиз настраивает ваш локальный сервер и получает обновления из приложения на вашем устройстве Android. Связь является двухсторонней, чтобы данные о токе, потребляемом системой, передавались обратно в приложение.

Перейдите по ссылке GitHub, чтобы получить здесь необходимые файлы библиотеки.

ESP32S необходимо программировать через Arduino IDE. Перейдите в Инструменты, Плата и выберите из списка Node32S или NodeMCU-32S.

Перейдите в Инструменты, Порт и выберите /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Это вариант на моем Apple MacBook Air - что-то похожее на ПК, я могу себе представить.

Для скетча Arduino DCC_WiFi_v1.ino требуются следующие файлы библиотеки:

// для приложения LocoMotive WiFi Controller

// создает точку доступа Wi-Fi и предоставляет на ней веб-сервер

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

const char * ssid = "DCC_WiFi"; // должно совпадать в настройках Android-устройстваconst char * password = "123456789"; // необходимо ввести, если выбран выше ssid

Сервер WiFiServer (80);

Шаг 4: Мини-эскиз Arduino Pro

Обновлено 04.05.2021 - используйте новый скетч, прикрепленный 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino'

Обновлено 24/3/2021 - используйте новый скетч, прикрепленный 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v3.ino'

Чтобы загрузить эскиз в Arduino Pro Mini, вам понадобится адаптер USB-TTL, такой как CH340, доступный на eBay или здесь, на веб-сайте Hobby Components:

Шаг 5. Приложение WiFi_DCC

Приложение доступно в магазине Google Play здесь «LocoMotive DCC 3 WiFi».

Приложение доступно в магазине Google Play здесь «LocoMotive DCC 2 WiFi».

Приложение может быть загружено более чем на одно устройство Android для обеспечения нескольких регуляторов DCC.

Примечание: приложение хорошо работает на Android 7, однако на Android 9 и более поздних версиях вы должны ОТКЛЮЧИТЬ «мобильные данные» в настройках телефона.

Возможно, вам также придется включить GPS в настройках местоположения вашего устройства.

Кроме того, для эффективного подключения необходимо несколько раз нажать кнопку Get WiFi.