WiFi DCC Command Station til Model Railway: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Opdateret 5. april 2021: ny skitse og mod til kredsløbskomponenter. Ny skitse: command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino

Helt nyt DCC -system ved hjælp af WiFi til kommunikation af instruktioner

Et meget enkelt elektronisk kredsløb giver DCC -signalet og strømmen til sporet, men appen gør det rigtige arbejde! Computeren på din telefon udnyttes fuldt ud ved at konstruere de koder, der kræves for at danne hver pakke med instruktioner, og dermed forenkle jobbet med mikrokontrolleren!

App tilgængelig for £ 8,49 på Play Store 'Locomotive DCC 3 WiFi'

- denne app skal installeres på enheder med Android 7 og opefter.

Den nemmeste nogensinde NMRA -kompatible DCC -kommandostation !! Se listen over funktioner herunder

Velegnet til standard NMRA -kompatible dekodere f.eks. Bachmann, Lenz, Atlas, Hornby osv

Funktioner inkluderer: Op til 3 brugere på Android-telefoner eller -tabletter (nyttig til klubmedlemmer) 4-cifret loco-adressering Program på hovedkontrollen (PoM) Konsistkontrol Kontrol af 1 til 50 lokomotiver Kører op til 12 OO/HO-lokomotiver Beskyttet af kortslutninger Automatisk overbelastningsafbrydelse Lys og retning Funktioner 1 til 28 Turnout / point / tilbehør op til 255 par udgange Tilpasset navngivning af dine lokaler Ændre enhver funktion til øjeblikkelige tænd / sluk-kontakter App har redigerbare titler, synlighed og øjeblikkelige muligheder på 28 funktionsknapper App har 4 hastighedsbjælker på skærmen til kontrol af 4 lokaler på en tid Tilføj maks. hastighed for hvert lokomotiv Vælg en jævnstrømskilde, der passer til den anvendte skala (Z/N/OO/HO/O) 14v til 16v

Liste over dele:

1 off ESP32 S Development Board 2,4 GHz WiFi+Bluetooth -antenne CP2102 -modul

Bemærk: se pin -out diagram for korrekt enhedskonfiguration til dette PCB -design

1 off Arduino Pro Mini Atmega328P 5V/16M

1 fra LMD18200T H-bridge IC

1 off 0,1 ohm 2W metalfilmmodstand (11,5 mm x 4,5 mm)

7 off kondensator 0.1uf

Bemærk: 10k -modstanden ved siden af 4.7k er ikke påkrævet til WiFi -version

1 off 470 ohm (i stedet for 10k ved siden af 0,1 ohm modstand

1 off 2k8Ω modstand (dette kan være en 2,2k eller 2,7k eller 2,8k)

2 off 180Ω modstande

1 off kondensator 10uf 25v;

1 off kondensator 220uf 16v;

1 Phoenix Contact MKDS 1/ 2-3, 5 2-vejsskrue PCB-klemrække 13,5A 200V 3,5 mm

1 4,7 kΩ modstand

1 L7805 CV positiv spændingsregulator IC med 1 kølelegeme TIL 220 stil til L7805

Bemærk: denne 5v -regulator kører varm, medmindre der bruges tilstrækkelig køleplade

Det kan være nødvendigt at montere dette eksternt fra printkortet med ledningsforbindelser

2 off 15 pin Female Header Edge Pins Strip 0,1 2,54mm

2 off 12 pin Female Header Edge Pins Strip 0,1 2,54 mm

1 off 6 pin 2,54 mm PCB Universal skrueklemme

1 off Zener Diode 4,7V 0,5 watt eller 3,6 v 0,5 watt

Tråd

Strømforsyning:

Brug IKKE en DC -togkontroller, da disse ikke giver en ægte DC -spænding.

15V 2 Amp version med et 2,1 x 5,5 mm stik, søg efter eBay -nr. 401871382681

Trin 1: Indsigt i ESP32 -funktioner og brug af det med Arduino IDE

For få år siden tog ESP8266 den integrerede IoT -verden med storm. For mindre end $ 3 kan du få en programmerbar, WiFi-aktiveret mikrokontroller, der kan overvåge og styre ting fra hvor som helst i verden. Nu har Espressif (Halvlederfirmaet bag ESP8266) frigivet en perfekt superladet opgradering: ESP32. At være efterfølger til ESP8266; den har ikke kun en WiFi -understøttelse, men den har også Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart) - perfekt til næsten ethvert IoT -projekt.

ESP32 integrerer 802.11b/g/n HT40 Wi-Fi-transceiver, så den kan ikke kun oprette forbindelse til et WiFi-netværk og interagere med internettet, men den kan også oprette et eget netværk, så andre enheder kan oprette forbindelse direkte til det. ESP32 understøtter også WiFi Direct, hvilket er en god mulighed for peer-to-peer-forbindelse uden behov for et adgangspunkt. WiFi Direct er lettere at konfigurere, og dataoverførselshastighederne er meget bedre end Bluetooth. Chippen har også dual -mode Bluetooth -funktioner, hvilket betyder, at den understøtter både Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart) og Bluetooth Classic (BT), hvilket gør den endnu mere alsidig.

I dette projekt bruger jeg kun WiFi -funktionen til at oprette en lokal server til DCC -kommandostationen til at kommunikere med en Android -app.

I teorien er det muligt kun at bruge ESP -modulet, men den nødvendige urgenereringskode er helt forskellig fra AVR -urkodeanvendelsen i Arduino Pro Mini. Jeg overlader denne opgave til en anden læser derude!

Forbindelserne mellem ESP32 og Arduino er virkelig enkle - se kredsløbsdiagram. RX, TX fra Pro Mini forbinder til Rx2, Tx2 på ESP -enheden. Bemærk brugen af modstande til at trappe signalniveauet ned til ESP32, da det kun kan bruge 3,3v niveauer.

Trin 2: Kredsløbsdiagram og printkort

Arduino -kredsløbet er det samme som det, der blev brugt i Bluetooth -versionen. Jeg har tilføjet stik til at montere ESP32 i stedet for BT -modulet. Dette printkort er nu tilgængeligt til salg på eBay her. Arduino skal være en Pro Mini ATmega 328 16MHz 5v version

ESP32 fungerer som en WiFi -server, der modtager data fra WiFi_DCC -appen og sender denne til Arduino via TX2 -pin. Alle data, der går tilbage til appen, sendes via RX2 -pin.

En strømfølelsesmodstand 0,1 ohm registrerer overbelastnings- og kortslutningsforhold, som derefter sætter systemet ned, indtil der modtages et nulstillingssignal.

LMD18200T h-bridge konverterer DCC-pakken til en AC-bølgeform, der forsyner banen med strøm og data.

Bemærk: 5 volt-regulatoren i en TO-220-pakke bliver varm, når der drives strøm til ESP32-modulet (op til 200 mA), derfor skal der bruges en kølelegeme.

Trin 3: ESP32 Node MCU Sketch

Opdateret 30/11 2020 - brug venligst ny skitse vedhæftet 'DCC_WiFi_v3.ino'

Opdateret 17/7/2020 - brug venligst ny skitse vedhæftet 'DCC_WiFi_v2.ino'

Denne skitse opretter din lokale server og modtager opdateringer fra appen på din Android-enhed. Kommunikationen er 2-vejs for at tillade data om strøm, der er trukket af systemet, at blive rapporteret tilbage til appen.

Gå til GitHub -linket for at hente de nødvendige biblioteksfiler her.

ESP32S skal programmeres via Arduino IDE. Gå til Værktøjer, Board, og vælg Node32S eller NodeMCU-32S fra listen.

Gå til Værktøjer, Port, og vælg /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Det er muligheden på min Apple MacBook Air - noget lignende på pc ville jeg forestille mig.

Arduino -skitsen 'DCC_WiFi_v1.ino' kræver disse biblioteksfiler:

// til appen 'LocoMotive WiFi Controller'

// opretter et WiFi -adgangspunkt og leverer en webserver på det

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

const char *ssid = "DCC_WiFi"; // skal matches i Android -enhedsindstillingerconst char *password = "123456789"; // skal indtastes, når ovenstående ssid er valgt

WiFiServer -server (80);

Trin 4: Arduino Pro Mini Sketch

Opdateret 5/4/2021 - brug venligst ny skitse vedhæftet 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino'

Opdateret 24/3/2021 - brug venligst ny skitse vedhæftet 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v3.ino'

For at indlæse en skitse på Arduino Pro Mini skal du bruge en USB-TTL-adapter, f.eks. CH340, der er tilgængelig på eBay eller her på Hobby Components-webstedet:

Trin 5: WiFi_DCC App

Appen er tilgængelig i Google Play Store her 'LocoMotive DCC 3 WiFi'.

App'en er tilgængelig i Google Play Store her 'LocoMotive DCC 2 WiFi'.

App'en kan indlæses på mere end én Android -enhed for at levere flere DCC -spjæld.

Bemærk: App fungerer godt på Android 7, men på Android 9 opad skal du slukke for 'mobildata' i telefonindstillingerne

Du skal muligvis også tænde GPS i placeringsindstillingerne på din enhed.

Du skal også klikke på knappen Få WiFi et par gange for at oprette forbindelse effektivt.