WiFi DCC Command Station för modelljärnväg: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

Uppdaterad 5 april 2021: ny skiss och mod för kretskomponenter. Ny skiss: command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino

Helt nytt DCC -system som använder WiFi för att kommunicera instruktioner

En mycket enkel elektronisk krets ger DCC -signalen och strömmen för spåret, men appen gör det riktiga jobbet! Datorn på din telefon utnyttjas till fullo genom att konstruera de koder som krävs för att bilda varje paket med instruktioner, vilket förenklar jobbet för mikrokontrollern!

App tillgänglig för £ 8,49 på Play Store 'Locomotive DCC 3 WiFi'

- den här appen måste installeras på enheter med Android 7 och uppåt.

Den enklaste någonsin NMRA -kompatibla DCC -kommandostationen !! Titta på listan över funktioner nedan !

Lämplig för standard NMRA -kompatibla avkodare t.ex. Bachmann, Lenz, Atlas, Hornby, etc.

Funktioner inkluderar: Upp till 3 användare på Android-telefoner eller surfplattor (användbart för klubbmedlemmar) 4-siffrig loco-adressering Program på huvud (PoM) Konsistkontroll Kontroll av 1 till 50 lok Kör upp till 12 OO/HO-lok Kort skyddad krets Automatisk överbelastningsavstängning Ljus och riktning Funktioner 1 till 28 Turnout / poäng / tillbehör upp till 255 par utgångar Anpassad namngivning av ditt lok Ändra valfri funktion till momentana på / av-omkopplare App har redigerbara titlar, synlighet och momentana alternativ på 28 funktionsknappar App har 4 hastighetsfält på skärmen för kontroll av 4 locos vid en tid Lägg till maxhastighet för varje lok Välj en likströmskälla som passar den använda skalan (Z/N/OO/HO/O) 14v till 16v

Reservdelar:

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

Obs: se stiftdiagram för korrekt enhetskonfiguration för denna PCB -design

1 av Arduino Pro Mini Atmega328P 5V/16M

1 av LMD18200T H-bridge IC

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

7 av kondensator 0.1uf

Obs! 10k -motståndet bredvid 4,7k krävs inte för WiFi -versionen

1 av 470 ohm (i stället för 10k bredvid 0,1 ohm motstånd

1 av 2k8Ω motstånd (detta kan vara en 2,2k eller 2,7k eller 2,8k)

2 av 180Ω motstånd

1 av kondensator 10uf 25v;

1 av kondensator 220uf 16v;

1 Phoenix Contact MKDS 1/ 2-3, 5 2-vägsskruv Kretskortsplint 13,5A 200V 3,5 mm

1 4,7 kΩ motstånd

1 L7805 CV positiv spänningsregulator IC med 1 kylfläns TILL 220 stil för L7805

Observera: denna 5v -regulator går varm om inte tillräckligt kylfläns används

Det kan vara nödvändigt att montera detta externt från kretskortet med trådanslutningar

2 st. 15 -stifts hona -kantkantnålar Strip 0,1 2,54 mm

2 -stifts 12 -stifts hona -kantpinnar Strip 0,1 2,54 mm

1 st 6 -polig 2,54 mm kretskort universell skruvplint

1 off Zener Diode 4.7V 0.5 watt eller 3.6v 0.5 watt

Tråd

Strömförsörjning:

Använd INTE en DC -tågstyrenhet eftersom dessa inte ger en sann DC -spänning.

15V 2 Amp version med en 2,1 x 5,5 mm kontakt, sök efter eBay artikel nr 401871382681

Steg 1: Insikt i ESP32 -funktioner och hur du använder det med Arduino IDE

För några år sedan tog ESP8266 den inbäddade IoT -världen med storm. För mindre än $ 3 kan du få en programmerbar, WiFi-aktiverad mikrokontroller som kan övervaka och styra saker överallt i världen. Nu har Espressif (Halvledarföretaget bakom ESP8266) släppt en perfekt superladdad uppgradering: ESP32. Att bli efterträdare till ESP8266; den har inte bara ett WiFi -stöd, den har också Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart) - perfekt för nästan alla IoT -projekt.

ESP32 integrerar 802.11b/g/n HT40 Wi-Fi-sändtagare, så att den inte bara kan ansluta till ett WiFi-nätverk och interagera med Internet, men den kan också skapa ett eget nätverk, så att andra enheter kan ansluta direkt till den. ESP32 stöder också WiFi Direct, vilket är ett bra alternativ för peer-to-peer-anslutning utan att behöva en åtkomstpunkt. WiFi Direct är lättare att installera och dataöverföringshastigheterna är mycket bättre än Bluetooth. Chippet har också Bluetooth -funktioner i två lägen, vilket betyder att det stöder både Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart) och Bluetooth Classic (BT), vilket gör det ännu mer mångsidig.

I detta projekt använder jag bara WiFi -förmågan för att skapa en lokal server för DCC -kommandostationen för att kommunicera med en Android -app.

I teorin är det möjligt att bara använda ESP -modulen, men klockgenereringskoden som krävs är helt annorlunda än användningen av AVR -klockkod i Arduino Pro Mini. Jag lämnar denna uppgift till en annan läsare där ute!

Anslutningarna mellan ESP32 och Arduino är riktigt enkla - se kretsschema. RX, TX från Pro Mini ansluts till Rx2, Tx2 på ESP -enheten. Observera användningen av motstånd för att minska signalnivån till ESP32 eftersom den bara kan använda 3,3v nivåer.

Steg 2: Kretsdiagram och kretskort

Arduino -kretsen är densamma som den som används i Bluetooth -versionen. Jag har lagt till uttag för att montera ESP32 istället för BT -modulen. Detta kretskort är nu tillgängligt för försäljning på eBay här. Arduino måste vara en Pro Mini ATmega 328 16MHz 5v -version

ESP32 fungerar som en WiFi -server, tar emot data från WiFi_DCC -appen och överför detta till Arduino via TX2 -stift. All data som går tillbaka till appen skickas via RX2 -stiftet.

Ett strömavkänningsmotstånd 0,1 ohm detekterar överbelastnings- och kortslutningsförhållanden som sedan sätter ner systemet tills en återställningssignal tas emot.

LMD18200T h-bridge omvandlar DCC-paketet till en AC-vågform som förser spåret med ström och data.

Obs! 5-voltsregulatorn i ett TO-220-paket blir varmt när ESP32-modulen drivs (upp till 200 mA), därför måste en kylfläns användas.

Steg 3: ESP32 Node MCU Sketch

Uppdaterad 2020-11-30 - använd ny skiss bifogad 'DCC_WiFi_v3.ino'

Uppdaterad 17/7 2020 - använd ny skiss bifogad 'DCC_WiFi_v2.ino'

Den här skissen ställer in din lokala server och tar emot uppdateringar från appen på din Android-enhet. Kommunikationen är tvåvägs för att tillåta data om ström som dras av systemet att rapporteras tillbaka till appen.

Gå till GitHub -länken för att hämta nödvändiga biblioteksfiler här.

ESP32S måste programmeras via Arduino IDE. Gå till Tools, Board och välj Node32S eller NodeMCU-32S från listan.

Gå till Verktyg, Port och välj /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Det är alternativet på min Apple MacBook Air - något liknande på PC skulle jag kunna tänka mig.

Arduino -skissen 'DCC_WiFi_v1.ino' kräver följande biblioteksfiler:

// för appen 'LocoMotive WiFi Controller'

// skapar en WiFi -åtkomstpunkt och tillhandahåller en webbserver på den

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

const char *ssid = "DCC_WiFi"; // måste matchas i Android -enhetsinställningarconst char *password = "123456789"; // måste anges när ovanstående ssid har valts

WiFiServer -server (80);

Steg 4: Arduino Pro Mini Sketch

Uppdaterad 4/4/2021 - använd ny skiss bifogad 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino'

Uppdaterad 24/3/2021 - använd ny skiss bifogad 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v3.ino'

För att ladda en skiss på Arduino Pro Mini behöver du en USB-TTL-adapter, till exempel CH340 som finns på eBay eller här på Hobby Components webbplats:

Steg 5: WiFi_DCC App

Appen är tillgänglig på Google Play Store här "LocoMotive DCC 3 WiFi".

Appen är tillgänglig på Google Play Store här "LocoMotive DCC 2 WiFi".

Appen kan laddas till mer än en Android -enhet för att ge flera DCC -gasreglage.

Obs: App fungerar bra på Android 7, men på Android 9 uppåt måste du stänga av "mobildata" i telefoninställningarna

Du kan också behöva slå på GPS i enhetens platsinställningar.

Du måste också klicka på Get WiFi -knappen ett par gånger för att ansluta effektivt.