Stacja dowodzenia WiFi DCC dla modeli kolejowych: 5 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Zaktualizowano 5 kwietnia 2021 r.: nowy szkic i mod do komponentów obwodu. Nowy szkic: command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino

Zupełnie nowy system DCC wykorzystujący Wi-Fi do przekazywania instrukcji 3 użytkowników telefonów komórkowych/tabletów może być używanych w układzie idealnym zarówno dla domowych, jak i klubowych modeli kolejowych

Bardzo prosty obwód elektroniczny zapewnia sygnał DCC i zasilanie toru, jednak aplikacja wykonuje prawdziwą pracę! Komputer w Twoim telefonie jest w pełni wykorzystywany dzięki konstruowaniu kodów wymaganych do utworzenia każdego pakietu instrukcji, co upraszcza pracę mikrokontrolera!

Aplikacja dostępna za 8,49 GBP w Sklepie Play „Locomotive DCC 3 WiFi”

- ta aplikacja musi być zainstalowana na urządzeniach z Androidem 7 w górę.

Najłatwiejsza w historii stacja dowodzenia DCC zgodna z NMRA !! Spójrz na listę funkcji poniżej

Nadaje się do standardowych dekoderów kompatybilnych z NMRA, np. Bachmann, Lenz, Atlas, Hornby itp.

Funkcje obejmują: Do 3 użytkowników na telefonach lub tabletach z systemem Android (przydatne dla członków klubu) 4 Cyfrowe adresowanie lokomotyw Program na głównym (PoM) Pełna kontrola Sterowanie 1 do 50 lokomotyw Napęd do 12 lokomotyw OO/HO Zabezpieczenie przed zwarciem Automatyczne wyłączanie przeciążenia Światła i kierunekFunkcje od 1 do 28 rozjazdów/punktów/akcesoriów do 255 par wyjść Niestandardowe nazewnictwo lokomotyw Zmień dowolną funkcję na chwilowe włączniki/wyłączniki Aplikacja posiada edytowalne tytuły, widoczność i opcje chwilowe na 28 przyciskach funkcyjnych a timeDodaj maksymalną prędkość dla każdej lokomotywyWybierz źródło zasilania DC w zależności od używanej skali (Z/N/OO/HO/O) 14v do 16v

Lista części:

1 szt. Płytka rozwojowa ESP32 S 2.4 GHz WiFi + moduł anteny Bluetooth CP2102;

Uwaga: patrz schemat wyprowadzeń dla prawidłowej konfiguracji urządzenia dla tego projektu PCB

1 szt. Arduino Pro Mini Atmega328P 5V/16M

1 szt. Układ scalony mostka H LMD18200T

1 szt. Rezystor metalowy 0,1 om 2W (11,5 mm x 4,5 mm)

7 off kondensator 0.1uf

Uwaga: rezystor 10k obok 4,7k nie jest wymagany dla wersji WiFi

1 off 470 omów (zamiast 10k obok rezystora 0,1 omów)

1 wyłączony rezystor 2k8Ω (może to być 2,2k lub 2,7k lub 2,8k)

2 szt. Rezystory 180Ω

1 szt. Kondensator 10uf 25v;

1 szt. Kondensator 220uf 16v;

1 złącze Phoenix Contact MKDS 1/2-3, 5 2-stykowe śrubowe zaciski PCB 13,5 A 200 V 3,5 mm

1 Rezystor 4,7kΩ

1 układ scalony regulatora napięcia dodatniego L7805 CV z 1 radiatorem TO 220 dla L7805

Uwaga: ten regulator 5 v będzie gorący, chyba że zostanie użyty wystarczający radiator

Może być konieczne zamontowanie tego na zewnątrz płytki drukowanej za pomocą połączeń przewodowych

2 szt. 15-stykowe żeńskie szpilki krawędziowe listwy 0,1 2,54 mm

2 szt. 12-stykowe żeńskie szpilki krawędziowe nagłówka taśma 0,1 2,54 mm

1 szt. 6-stykowy uniwersalny blok zacisków śrubowych 2,54 mm PCB

1 dioda Zenera 4,7 V 0,5 W lub 3,6 V 0,5 W;

Drut

Zasilanie:

NIE używaj sterownika pociągu DC, ponieważ nie zapewnia on prawdziwego napięcia DC.

Wersja 15 V 2 A z wtyczką 2,1 x 5,5 mm, szukaj przedmiotu w serwisie eBay nr 401871382681

Krok 1: Wgląd w funkcje ESP32 i używanie go z Arduino IDE

Kilka lat temu ESP8266 szturmem zdobył wbudowany świat IoT. Za mniej niż 3 USD można uzyskać programowalny mikrokontroler z obsługą Wi-Fi, który może monitorować i kontrolować rzeczy z dowolnego miejsca na świecie. Teraz Espressif (firma zajmująca się półprzewodnikami stojąca za ESP8266) wypuściła doskonałe, super doładowane ulepszenie: ESP32. Będąc następcą ESP8266; nie tylko obsługuje Wi-Fi, ale także Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart) – idealny do niemal każdego projektu IoT.

ESP32 integruje transceiver Wi-Fi 802.11b/g/n HT40, dzięki czemu może nie tylko łączyć się z siecią Wi-Fi i komunikować się z Internetem, ale może również skonfigurować własną sieć, umożliwiając innym urządzeniom łączenie się bezpośrednio z to. ESP32 obsługuje również WiFi Direct, co jest dobrą opcją dla połączenia peer-to-peer bez konieczności korzystania z punktu dostępowego. WiFi Direct jest łatwiejsze w konfiguracji, a prędkości przesyłania danych są znacznie lepsze niż w przypadku Bluetooth. Chip ma również funkcję Bluetooth w dwóch trybach, co oznacza, że obsługuje zarówno Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart), jak i Bluetooth Classic (BT), dzięki czemu jest jeszcze bardziej wszechstronny.

W tym projekcie korzystam tylko z funkcji Wi-Fi, aby utworzyć lokalny serwer dla stacji dowodzenia DCC do komunikacji z aplikacją na Androida.

Teoretycznie możliwe jest użycie tylko modułu ESP, jednak wymagany kod generowania zegara jest zupełnie inny niż kod zegara AVR stosowany w Arduino Pro Mini. Zostawiam to zadanie innemu czytelnikowi!

Połączenia pomiędzy ESP32 i Arduino są naprawdę proste - patrz schemat. RX, TX z Pro Mini podłącza się do Rx2, Tx2 urządzenia ESP. Zwróć uwagę na użycie rezystorów, aby obniżyć poziom sygnału do ESP32, ponieważ może on używać tylko poziomów 3,3 V.

Krok 2: Schemat obwodu i płytka drukowana

Układ Arduino jest taki sam jak w wersji Bluetooth. Dodałem gniazda do montażu ESP32 w miejsce modułu BT. Ta płytka drukowana jest teraz dostępna w sprzedaży na eBayu tutaj. Arduino musi być wersją Pro Mini ATmega 328 16MHz 5v

ESP32 działa jako serwer WiFi, odbiera dane z aplikacji WiFi_DCC i przesyła je do Arduino przez pin TX2. Wszelkie dane powracające do aplikacji będą przesyłane przez pin RX2.

Rezystor czujnika prądu 0,1 oma wykrywa stany przeciążenia i zwarcia, które następnie wyłączają system do momentu otrzymania sygnału resetowania.

Mostek h LMD18200T przekształca pakiet DCC w kształt fali prądu przemiennego, który zasila tor w energię i dane.

Uwaga: Regulator 5 V w obudowie TO-220 nagrzewa się podczas zasilania modułu ESP32 (do 200 mA), dlatego należy zastosować radiator.

Krok 3: Szkic MCU węzła ESP32

Zaktualizowano 30.11.2020 - użyj nowego szkicu załączonego 'DCC_WiFi_v3.ino'

Zaktualizowano 17.07.2020 - użyj nowego szkicu załączonego „DCC_WiFi_v2.ino”

Ten szkic konfiguruje lokalny serwer i otrzymuje aktualizacje z aplikacji na urządzeniu z systemem Android. Komunikacja jest dwukierunkowa, aby umożliwić przesyłanie danych na temat prądu pobieranego przez system z powrotem do aplikacji.

Przejdź do linku GitHub, aby uzyskać wymagane pliki biblioteki tutaj.

ESP32S musi być programowany przez Arduino IDE. Przejdź do Narzędzia, Tablica i wybierz z listy Node32S lub NodeMCU-32S.

Przejdź do Narzędzia, Port i wybierz /dev/cu. SLAB_USBtoUART

To jest opcja na moim Apple MacBook Air – coś podobnego na PC, co mógłbym sobie wyobrazić.

Szkic Arduino „DCC_WiFi_v1.ino” wymaga tych plików bibliotek:

// dla aplikacji „Kontroler WiFi LocoMotive”

// tworzy punkt dostępu Wi-Fi i udostępnia na nim serwer WWW

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

const char *ssid = "DCC_WiFi"; // musi być zgodny w ustawieniach urządzenia z Androidemconst char *password = "123456789"; // należy wpisać, gdy wybrany jest powyżej ssid

Serwer WiFiServer(80);

Krok 4: Arduino Pro Mini szkic

Zaktualizowano 5/4/2021 - użyj nowego szkicu dołączonego 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino'

Zaktualizowano 24.03.2021 - użyj nowego szkicu dołączonego 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v3.ino'

Aby załadować szkic do Arduino Pro Mini, potrzebujesz adaptera USB-TTL, takiego jak CH340 dostępnego w serwisie eBay lub tutaj na stronie internetowej Hobby Components:

Krok 5: Aplikacja WiFi_DCC

Aplikacja jest dostępna w sklepie Google Play tutaj „LocoMotive DCC 3 WiFi”.

Aplikacja jest dostępna w sklepie Google Play tutaj „LocoMotive DCC 2 WiFi”.

Aplikację można załadować na więcej niż jedno urządzenie z systemem Android, aby zapewnić wiele przepustnic DCC.

Uwaga: aplikacja działa dobrze na Androidzie 7, jednak od Androida 9 w górę musisz wyłączyć "dane mobilne" w ustawieniach telefonu

Może być również konieczne włączenie GPS w ustawieniach lokalizacji urządzenia.

Ponadto, aby połączyć się skutecznie, musisz kilka razy kliknąć przycisk Uzyskaj WiFi.