WiFi DCC Command Station for Model Railway: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

Oppdatert 5. april 2021: ny skisse og mod for kretskomponenter. Ny skisse: command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino

Helt nytt DCC -system som bruker WiFi for å kommunisere instruksjoner. 3 brukere av gasspjeld for mobiltelefon/nettbrett kan brukes på et oppsett som er ideelt for både hjemme- og klubbmodellbaner

En veldig enkel elektronisk krets gir DCC -signal og strøm til sporet, men appen gjør det virkelige arbeidet! Datamaskinen på telefonen din utnyttes fullt ut ved å konstruere kodene som kreves for å danne hver pakke med instruksjoner, og dermed forenkle jobben til mikrokontrolleren!

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

- denne appen må installeres på enheter med Android 7 og oppover.

Den enkleste DCRA -kommandostasjonen som noensinne er kompatibel med NMRA !! Se på listen over funksjoner nedenfor

Passer for standard NMRA -kompatible dekodere f.eks. Bachmann, Lenz, Atlas, Hornby, etc.

Funksjoner inkluderer: Opptil 3 brukere på Android-telefoner eller -tabletter (nyttig for klubbmedlemmer) 4-sifret loco-adressering Program på hovedkontrollen (PoM) Konsistkontroll Kontroll av 1 til 50 lokomotiver Kjør opptil 12 OO/HO-lokomotiver Kortkretsbeskyttet Automatisk overbelastningsavbrudd Lys og retning Funksjoner 1 til 28 Turnout / poeng / tilbehør opptil 255 par utganger Tilpasset navn på lokene dine Endre hvilken som helst funksjon til øyeblikkelige av / på-brytere App har redigerbare titler, synlighet og øyeblikkelige alternativer på 28 funksjonsknapper App har 4 hastighetslinjer på skjermen for kontroll av 4 lokomotiver på en gang Legg til maks hastighet for hvert lokomotiv Velg en likestrømskilde som passer til skalaen som brukes (Z/N/OO/HO/O) 14v til 16v

Deleliste:

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

Merk: se pin -out diagram for riktig enhetskonfigurasjon for denne PCB -designen

1 av Arduino Pro Mini Atmega328P 5V/16M

1 av LMD18200T H-bridge IC

1 av 0,1 ohm 2W metallfilmmotstand (11,5 mm x 4,5 mm)

7 av kondensator 0.1uf

Merk: 10k -motstanden ved siden av 4.7k er ikke nødvendig for WiFi -versjon

1 av 470 ohm (i stedet for 10k ved siden av 0,1 ohm motstand

1 av 2k8Ω motstand (dette kan være en 2,2k eller 2,7k eller 2,8k)

2 av 180Ω motstander

1 av kondensator 10uf 25v;

1 av kondensator 220uf 16v;

1 Phoenix Contact MKDS 1/ 2-3, 5 2-veis skrue PCB-rekkeklemme 13,5A 200V 3,5 mm

1 4,7 kΩ motstand

1 L7805 CV positiv spenningsregulator IC med 1 kjøleribber TIL 220 stil for L7805

Merk: Denne 5v -regulatoren går varm, med mindre tilstrekkelig kjøleribbe brukes

Det kan være nødvendig å montere dette eksternt fra kretskortet med ledningstilkoblinger

2 av 15 -pins kvinnelige overskriftskantpinner Strip 0,1 2,54 mm

2 av 12 -pins kvinnelig topptekstkantpinne Strip 0,1 2,54 mm

1 av 6 -pins 2,54 mm PCB Universal skrueklemme

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

Metalltråd

Strømforsyning:

IKKE bruk en DC -togkontroller da disse ikke gir en sann DC -spenning.

15V 2 Amp -versjon med en 2,1 x 5,5 mm plugg, søk etter eBay -element nr. 401871382681

Trinn 1: Innsikt i ESP32 -funksjoner og bruk av det med Arduino IDE

For noen år tilbake tok ESP8266 den innebygde IoT -verdenen med storm. For mindre enn $ 3 kan du få en programmerbar, WiFi-aktivert mikrokontroller som kan overvåke og kontrollere ting fra hvor som helst i verden. Nå har Espressif (Halvlederfirmaet bak ESP8266) gitt ut en perfekt superladet oppgradering: ESP32. Å være etterfølger av ESP8266; den har ikke bare WiFi -støtte, den har også Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart) - perfekt for omtrent alle IoT -prosjekter.

ESP32 integrerer 802.11b/g/n HT40 Wi-Fi-transceiver, så den kan ikke bare koble til et WiFi-nettverk og samhandle med Internett, men den kan også sette opp et eget nettverk, slik at andre enheter kan koble seg direkte til den. ESP32 støtter også WiFi Direct, som er et godt alternativ for node-til-node-tilkobling uten behov for et tilgangspunkt. WiFi Direct er enklere å sette opp og dataoverføringshastighetene er mye bedre enn Bluetooth. Chippen har også Bluetooth -funksjoner i to moduser, noe som betyr at den støtter både Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart) og Bluetooth Classic (BT), noe som gjør den enda mer allsidig.

I dette prosjektet bruker jeg bare WiFi -muligheten til å lage en lokal server for DCC -kommandostasjonen for å kommunisere med en Android -app.

I teorien er det mulig å bare bruke ESP -modulen, men klokkegenerasjonskoden som kreves er helt forskjellig fra AVR -klokkekoden i Arduino Pro Mini. Jeg overlater denne oppgaven til en annen leser der ute!

Tilkoblingene mellom ESP32 og Arduino er veldig enkle - se kretsdiagram. RX, TX fra Pro Mini kobles til Rx2, Tx2 på ESP -enheten. Legg merke til bruken av motstander for å trappe ned signalnivået til ESP32, ettersom den bare kan bruke 3,3v nivåer.

Trinn 2: Kretsdiagram og kretskort

Arduino -kretsen er den samme som den som ble brukt i Bluetooth -versjonen. Jeg har lagt til kontakter for å montere ESP32 i stedet for BT -modulen. Denne PCB er nå tilgjengelig for salg på eBay her. Arduino må være en Pro Mini ATmega 328 16MHz 5v versjon

ESP32 fungerer som en WiFi -server, mottar data fra WiFi_DCC -appen og overfører dette til Arduino via TX2 -pin. Alle data som går tilbake til appen vil bli sendt via RX2 -pinnen.

En strømfølelsesmotstand 0,1 ohm detekterer overbelastnings- og kortslutningsforhold som deretter setter systemet ned til et tilbakestillingssignal mottas.

LMD18200T h-bridge konverterer DCC-pakken til en AC-bølgeform som forsyner sporet med strøm og data.

Merk: 5 volt-regulatoren i en TO-220-pakke blir varm når ESP32-modulen drives (opptil 200 mA), derfor må det brukes en kjøleribbe.

Trinn 3: ESP32 Node MCU Sketch

Oppdatert 2020-11-30 - bruk ny skisse vedlagt 'DCC_WiFi_v3.ino'

Oppdatert 17.7.2020 - bruk en ny skisse vedlagt 'DCC_WiFi_v2.ino'

Denne skissen setter opp din lokale server og mottar oppdateringer fra appen på din Android-enhet. Kommunikasjonen er toveis for å tillate data om strøm som er trukket av systemet å bli rapportert tilbake til appen.

Gå til GitHub -lenken for å få nødvendige bibliotekfiler her.

ESP32S må programmeres via Arduino IDE. Gå til Tools, Board, og velg Node32S eller NodeMCU-32S fra listen.

Gå til Verktøy, Port og velg /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Det er alternativet på min Apple MacBook Air - noe lignende på PC vil jeg tenke meg.

Arduino -skissen 'DCC_WiFi_v1.ino' krever disse bibliotekfilene:

// for appen 'LocoMotive WiFi Controller'

// oppretter et WiFi -tilgangspunkt og tilbyr en webserver på den

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

const char *ssid = "DCC_WiFi"; // må samsvare i Android -enhetsinnstillingerconst char *password = "123456789"; // må angis når ssid ovenfor er valgt

WiFiServer -server (80);

Trinn 4: Arduino Pro Mini Sketch

Oppdatert 4/5/2021 - bruk en ny skisse vedlagt 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino'

Oppdatert 24.3.2021 - bruk en ny skisse vedlagt 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v3.ino'

For å laste en skisse til Arduino Pro Mini trenger du en USB-TTL-adapter som CH340 tilgjengelig på eBay eller her på Hobby Components nettsted:

Trinn 5: WiFi_DCC -app

Appen er tilgjengelig på Google Play Store her 'LocoMotive DCC 3 WiFi'.

Appen er tilgjengelig på Google Play Store her 'LocoMotive DCC 2 WiFi'.

Appen kan lastes inn på mer enn én Android -enhet for å gi flere DCC -gasser.

Merk: App fungerer bra på Android 7, men på Android 9 oppover må du slå av "mobildata" i telefoninnstillingene

Du må kanskje også slå PÅ GPS i posisjonsinnstillingene på enheten.

Du må også klikke på Få WiFi -knappen et par ganger for å koble til effektivt.