Stazione di comando DCC WiFi per modellismo ferroviario: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Aggiornato il 5 aprile 2021: nuovo sketch e mod ai componenti del circuito. Nuovo sketch: command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino

Nuovissimo sistema DCC che utilizza il WiFi per comunicare le istruzioni 3 utenti di telefoni cellulari/tablet possono essere utilizzati su un layout ideale sia per i modellini ferroviari domestici che per i club

Un circuito elettronico molto semplice fornisce il segnale DCC e l'alimentazione per la pista, tuttavia l'App fa il vero lavoro! Il computer del tuo telefono viene sfruttato al massimo costruendo i codici necessari per formare ogni pacchetto di istruzioni, semplificando così il lavoro del microcontrollore!

App disponibile a £ 8,49 su Play Store "Locomotiva DCC 3 WiFi"

- questa App deve essere installata nei dispositivi con Android 7 in poi.

La più semplice stazione di comando DCC compatibile con NMRA !! Guarda l'elenco delle caratteristiche qui sotto

Adatto per decodificatori compatibili con NMRA standard, ad es. Bachmann, Lenz, Atlas, Hornby, ecc

Le caratteristiche includono: Fino a 3 utenti su telefoni o tablet Android (utile per i membri del club) Indirizzamento loco a 4 cifre Programma sul principale (PoM) Controllo consistente Controllo da 1 a 50 locomotive Guida fino a 12 locomotive OO/HO Protezione da cortocircuito Spegnimento automatico del sovraccarico Luci e direzione Funzioni Da 1 a 28Turnout / punti / accessori fino a 255 coppie di uscite Denominazione personalizzata delle tue locomotiveCambia qualsiasi funzione in interruttori on/off momentanei L'app ha titoli modificabili, visibilità e opzioni momentanee su 28 pulsanti funzione L'app ha 4 barre della velocità sullo schermo per il controllo di 4 locomotive a un tempoAggiungi velocità massima per ogni locoScegli una fonte di alimentazione CC adatta alla scala utilizzata (Z/N/OO/HO/O) da 14v a 16v

Elenco delle parti:

1 scheda di sviluppo ESP32 S 2.4GHz WiFi + modulo antenna Bluetooth CP2102

Nota: vedere il diagramma di pin out per la corretta configurazione del dispositivo per questo design PCB

1 pezzo di Arduino Pro Mini Atmega328P 5V/16M

1 IC a ponte H LMD18200T

1 resistore a film metallico da 0,1 ohm 2 W (11,5 mm x 4,5 mm)

7 off Condensatore 0.1uf

Nota: il resistore da 10k accanto al 4.7k non è richiesto per la versione WiFi

1 su 470 ohm (al posto di 10 k accanto a una resistenza da 0,1 ohm)

1 off 2k8Ω resistore (questo può essere un 2.2k o 2.7k o 2.8k)

2 resistenze da 180Ω

1 off Condensatore 10uf 25v;

1 off Condensatore 220uf 16v;

1 Phoenix Contact MKDS 1/2-3, 5 Morsettiera PCB a vite a 2 vie 13,5 A 200 V 3,5 mm

1 resistore da 4,7 k

1 CI regolatore di tensione positivo CV L7805 con 1 dissipatore di calore TO 220 stile per L7805

Nota: questo regolatore da 5 V si surriscalda, a meno che non venga utilizzato un dissipatore di calore sufficiente

Potrebbe essere necessario montarlo esternamente dal PCB con collegamenti a filo

Striscia di 2 pin del bordo dell'intestazione femmina a 15 pin da 0,1 2,54 mm

Striscia di pin del bordo dell'intestazione femmina a 2 pin a 12 pin 0,1 2,54 mm

Morsettiera a vite universale PCB a 6 pin da 2,54 mm

1 diodo Zener da 4,7 V 0,5 watt o 3,6 V 0,5 watt

Filo

Alimentazione `:

NON utilizzare un controller del treno CC poiché questi non forniscono una vera tensione CC.

Versione 15V 2 Amp con spina da 2,1 x 5,5 mm, cercare l'articolo eBay # 401871382681

Passaggio 1: informazioni sulle funzionalità di ESP32 e utilizzo con Arduino IDE

Alcuni anni fa, ESP8266 ha preso d'assalto il mondo dell'IoT embedded. Per meno di $ 3, potresti ottenere un microcontrollore programmabile abilitato per il WiFi in grado di monitorare e controllare le cose da qualsiasi parte del mondo. Ora Espressif (la società di semiconduttori dietro l'ESP8266) ha rilasciato un perfetto aggiornamento super-caricato: l'ESP32. Essendo il successore di ESP8266; non solo ha un supporto WiFi, ma dispone anche di Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart), perfetto per quasi tutti i progetti IoT.

L'ESP32 integra il ricetrasmettitore Wi-Fi 802.11b/g/n HT40, quindi non solo può connettersi a una rete WiFi e interagire con Internet, ma può anche creare una propria rete, consentendo ad altri dispositivi di connettersi direttamente a esso. ESP32 supporta anche WiFi Direct, che è una buona opzione per la connessione peer-to-peer senza la necessità di un punto di accesso. Il WiFi Direct è più facile da configurare e le velocità di trasferimento dati sono molto migliori del Bluetooth. Il chip ha anche funzionalità Bluetooth dual mode, il che significa che supporta sia Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart) che Bluetooth Classic (BT), rendendolo ancora più versatile.

In questo progetto, utilizzo solo la funzionalità WiFi per creare un server locale per la stazione di comando DCC per comunicare con un'app Android.

In teoria, è possibile utilizzare solo il modulo ESP, tuttavia il codice di generazione dell'orologio richiesto è completamente diverso dal codice dell'orologio AVR utilizzato nell'Arduino Pro Mini. Lascio questo compito ad un altro lettore là fuori!

Le connessioni tra ESP32 e Arduino sono davvero semplici - vedi lo schema elettrico. RX, TX di Pro Mini si collegano a Rx2, Tx2 del dispositivo ESP. Si noti l'uso di resistori per ridurre il livello del segnale all'ESP32 poiché può utilizzare solo livelli di 3,3 V.

Passaggio 2: schema elettrico e PCB

Il circuito Arduino è lo stesso utilizzato nella versione Bluetooth. Ho aggiunto prese per montare l'ESP32 al posto del modulo BT. Questo PCB è ora disponibile per la vendita su eBay qui. L'Arduino deve essere una versione Pro Mini ATmega 328 16MHz 5v

L'ESP32 funge da server WiFi, riceve i dati dall'app WiFi_DCC e li trasmette ad Arduino tramite il pin TX2. Tutti i dati che tornano all'App verranno inviati tramite il pin RX2.

Un resistore di rilevamento della corrente da 0,1 ohm rileva condizioni di sovraccarico e cortocircuito che quindi riattivano il sistema fino alla ricezione di un segnale di ripristino.

L'h-bridge LMD18200T converte il pacchetto DCC in una forma d'onda AC che fornisce alimentazione e dati alla traccia.

Nota: il regolatore da 5 volt in un pacchetto TO-220 si surriscalda quando si alimenta il modulo ESP32 (fino a 200 mA), pertanto è necessario utilizzare un dissipatore di calore.

Passaggio 3: schizzo MCU del nodo ESP32

Aggiornato il 2020-11-30 - si prega di utilizzare il nuovo schizzo allegato 'DCC_WiFi_v3.ino'

Aggiornato il 17/7/2020 - si prega di utilizzare il nuovo schizzo allegato 'DCC_WiFi_v2.ino'

Questo schizzo configura il tuo server locale e riceve gli aggiornamenti dall'App sul tuo dispositivo Android. La comunicazione è bidirezionale per consentire ai dati sulla corrente assorbita dal sistema di essere riportati all'App.

Vai al collegamento GitHub per ottenere i file di libreria richiesti qui.

ESP32S deve essere programmato tramite l'IDE Arduino. Vai su Strumenti, Scheda e seleziona Node32S o NodeMCU-32S dall'elenco.

Vai su Strumenti, Porta e seleziona /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Questa è l'opzione sul mio Apple MacBook Air - qualcosa di simile su PC immagino.

Lo sketch Arduino 'DCC_WiFi_v1.ino' richiede questi file di libreria:

// per l'app 'LocoMotive WiFi Controller'

// crea un punto di accesso WiFi e fornisce un server web su di esso

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

const char *ssid = "DCC_WiFi"; // deve essere abbinato nelle impostazioni del dispositivo Androidconst char *password = "123456789"; // deve essere inserito quando sopra ssid è selezionato

Server WiFi(80);

Passaggio 4: Mini schizzo Arduino Pro

Aggiornato il 5/4/2021 - si prega di utilizzare il nuovo schizzo allegato 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino'

Aggiornato il 2021-03-24 - si prega di utilizzare il nuovo schizzo allegato 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v3.ino'

Per caricare uno sketch su Arduino Pro Mini è necessario un adattatore USB-TTL come il CH340 disponibile su eBay o qui sul sito Hobby Components:

Passaggio 5: app WiFi_DCC

L'App è disponibile su Google Play Store qui 'LocoMotive DCC 3 WiFi'.

L'App è disponibile su Google Play Store qui 'LocoMotive DCC 2 WiFi'.

L'app può essere caricata su più di un dispositivo Android per fornire più limitazioni DCC.

Nota: l'app funziona bene su Android 7, tuttavia su Android 9 in poi devi disattivare i "dati mobili" nelle impostazioni del telefono

Potrebbe anche essere necessario attivare il GPS nelle impostazioni della posizione del dispositivo.

Inoltre, è necessario fare clic sul pulsante Ottieni WiFi un paio di volte per connettersi in modo efficace.