Garden Train - Arduino Wireless NMRA DCC: 4 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Oltre alla precedente istruzione con il sistema DCC su binari morti, ho sviluppato ulteriormente l'idea con una stazione di comando DCC portatile con tastiera e display LCD. La stazione di comando contiene tutta la codifica necessaria per le istruzioni NMRA DCC, tuttavia invece di connettersi alle rotaie, i dati vengono trasferiti dal modulo radio RF24L01+ ad un ricevitore montato su un camion o sotto la loco - ovunque lo spazio lo consenta.

Naturalmente, le tue locomotive devono essere dotate di un decodificatore di capacità di carico adatto ai motori del motore.

Passaggio 1: progettazione del sistema

L'Arduino Pro Mini è al centro del design. Utilizzo di Fritzing per sviluppare il circuito e produrre PCB.

Sono stato in grado di utilizzare lo stesso PCB sia per il trasmettitore che per il ricevitore, risparmiando così alcuni costi.

Il trasmettitore ha collegamenti per tastiera e LCD mentre il ricevitore non li richiede e utilizza il ponte H per fornire l'uscita DCC per la loco.

Un ulteriore sviluppo include connessioni per un ponte H più grande, se necessario per locomotive più potenti.

Il PCF8574 può essere eliminato se si utilizza un display LCD fornito con lo zaino che consente alle connessioni SCA / SCL su Arduino di alimentare il display utilizzando solo 2 fili. Elenco delle parti: Totale = circa £ 60 per DCC Command Station + 1 ricevitore Costo dei ricevitori aggiuntivi = £ 10.00 circa ciascuno. + batterie

Arduino Pro Mini. x 2 = £ 4,00

Tastiera a membrana 4x3 = £3.00

Display LCD 20 x 4 = £ 7,00

PCF5874 = £ 1,80

NRF24L01+. moduli radio x 2 = £ 5,80

Produzione PCB per 10 di sconto (o può essere utilizzata la scheda Vero) = £ 24 o £ 4,80 per 2 di sconto

Regolatore 3,3 v = £ 0,17 (pacco da 25 da RS Comp)

Regolatore 5v LM7805 = £ 0,30

Ponte ad H SN754410ne = £3.00

Batterie Lloytron ricaricabili da 2700 maH AA x 12 = £ 22,00. (le batterie con rating maH inferiore sono più economiche)

Condensatori, pentole, pin, connettori, ecc = £ 2,00 circa

Custodia 190x110x60 mm = £ 8,00

Trasmettitore - caricatore del telefono / batteria = £ 2,00

Passaggio 2: trasmettitore

Lo schema del circuito è mostrato dove i pin da D2 a D8 sull'Arduino Pro Mini sono collegati alla tastiera. Un potenziometro da 100 k ohm è collegato al pin analogico A0 per la regolazione della velocità. I pin SDA e SCL formano il chip PCF8574 sono collegati ai pin A4 e A5 sull'Arduino Pro Mini tramite fili saldati ai pin sullo strato superiore del Pro Mini.

Lo sketch di Arduino è allegato per il download.

Ho utilizzato un display LCD 20 x 4 che consente 4 righe di informazioni con 20 caratteri per riga. La tastiera fornisce il seguente menu:

da 1 a 9 = indirizzo loco * = direzione 0 = luci # = menu funzioni per tasti da 1 a 8

Descrizione di base dello sketch Arduino Pro Mini: questa riga del codice organizza il messaggio DCC in formato HEX. struct Messaggio msg[MAXMSG] = {

{ { 0xFF, 0, 0xFF, 0, 0, 0, 0}, 3}, // messaggio inattivo

{ { locoAdr, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, 3} // 3 byte address

};

Per memorizzare le impostazioni per ogni loco, una serie di array sono impostati come segue:

int la[20];// array per contenere i numeri di loco

int sa[20];// array per contenere i valori di velocità

int fda[20];// array per contenere dir

int fla[20];// array per contenere le luci

int f1a[20];// array per contenere fun1…..

int f8a[20];// array per contenere fun8

Per consentire la modifica delle istruzioni DCC man mano che procediamo:

Per le istruzioni sulla velocità: void modify_speed (struct Message & x) {

x.data[0] = locoAdr;

x.dati[1] = 0x40; // locoMsg con 28 step di velocità }

Per le istruzioni sulle funzioni:

void modify_group1 (struct Message & x) {

x.data[0] = locoAdr;

x.dati[1] = 0x80; // locoMsg con istruzione di gruppo uno 0x80 }

Il ciclo principale dello schizzo:

void loop(void) { if (read_locoSpeed()) { assemble_dcc_msg_speed();

send_data_1(); // invia dati via wireless

ritardo(10);

send_data_3(); // visualizza i dati sul display LCD

send_data_4(); // visualizza i dati sul monitor seriale }

if (read_function()) {

assemble_dcc_msg_group1();

send_data_1();

ritardo(10);

send_data_3(); } }

Aggiorna i dati quando la velocità cambia:

boolean read_locoSpeed() Questo rileva un nuovo indirizzo loco, impostazione di velocità o direzione e modifica di conseguenza i "dati" HEX. Qui ho specificato 28 passaggi di velocità e per soddisfare lo standard NMRA S 9.2, i dati di velocità devono essere trovati da una tabella di ricerca in 'speed_step()'

void speed_step(){ switch (locoSpeed){

caso 1: dati |= 0x02; rottura;

caso 2: dati |= 0x12; rottura;

caso 3: dati |= 0x03; rottura;

………

caso 28: dati |= 0x1F; rottura; }}

Aggiorna i dati quando cambiano le funzioni:

booleana read_function()

if (fla[LocoAdr] == 0) { data = 0x80;

} //fari spenti

if (fla[LocoAdr] == 1) {

dati = 0x90;

} //fari accesi

Per ogni Funzione:

if (f2a[LocoAdr] == 0) { dati |= 0; }. // Funzione 2 disattivata

if (f2a[LocoAdr] == 1) {

dati |= 0x02; // La funzione 2 su }'data' viene creata combinando ['|=' bit a bit o] i codici HEX per ciascuna funzione.

Passaggio 3: ricevitore

Viene mostrato lo schema del circuito in cui vengono utilizzati i pin 5 e 6 di Arduino Pro Mini per fornire il segnale DCC fornito al ponte H. Le coppie di ponti ad H sono collegate in parallelo per aumentare la capacità di corrente. A seconda della corrente assorbita dalla loco, potrebbe essere necessario collegare un dissipatore di calore al dispositivo DIP a 16 pin o collegare esternamente un ponte H per impieghi gravosi.

Lo sketch Arduino è allegato per il download. Il segnale DCC è costituito da un clock che funziona a 2MHZ

void SetupTimer2() fa questo lavoro.

L'orologio include 'impulsi brevi' (58us) per '1' nei dati DCC e 'impulsi lunghi' (116us) per '0' nei dati DCC.

Il loop void, riceve i dati dalla radio e se viene trovata una stringa valida, i dati vengono convertiti in dati DCC.

void loop(void){ if (radio.available()){ bool done = false; done = radio.read(inmsg, 1); // legge i dati ricevuti

char rc = inmsg[0]; // inserisce il carattere letto in questo array

if (rc != 0){. // se il carattere non è uguale a zero

inString.concat(rc); // crea il messaggio }

if (rc == '\0') { // se il carattere è '/0' alla fine del messaggio

Serial.println(inString); // stampa il messaggio assemblato

corda(); // decostruisce il messaggio di stringa per ottenere le istruzioni DCC

} } }

Passaggio 4: eseguire le locomotive

Per evitare l'interruzione dei dati derivanti dalla circolazione di più treni sullo stesso binario, è necessario scollegare i contatti tra le ruote e il binario per ciascuna locomotiva e autocarro impiegati.

Goditi i treni a corsa libera indipendentemente dalle condizioni del binario: che differenza! Nessun problema, nessun start-stop e nessuna pulizia richiesta.

Le batterie che ho usato sono ricaricabili LLoytron AA x 12. Ho costruito un caricabatterie appositamente per loro che ne carica 6 alla volta. (vedi istruzioni)