Četvorosmjerni sistem semafora koji koristi 5 bežičnih modula Arduinos i 5 NRF24L01: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Maloprije sam stvorio Instructable s detaljima o jednom paru semafora na ploči.

Također sam stvorio još jedan Instructable koji prikazuje osnovni okvir za korištenje bežičnog modula NRF24L01.

Ovo me je navelo na razmišljanje!

Postoji dosta hobista širom svijeta koji grade uzorne gradove i željeznice i gotovo uvijek imaju semafore nekog opisa.

Neki su radni modeli, a drugi samo u estetske svrhe.

Mogu li stvoriti radni model četverosmjernog sistema semafora i povezati ih bežično?

Sjela sam i razmislila o svojoj listi mogućih zahtjeva. Što je išlo otprilike ovako.

Kontrolirajte 4 smjera prometa, poput raskrsnice.

Svaki smjer ima dva svjetla; i svaki par bežično dobiva upute iz neke vrste upravljačke jedinice.

Biti u stanju definirati i izmijeniti redoslijed rada svjetla,

• 1, 2, 3, 4 - u smjeru kazaljke na satu
• 1, 3, 4, 2
• 1, 4, 2, 3
• 1, 4, 3, 2-u smjeru suprotnom od kazaljke na satu
• 1, 2, 4, 3
• 1, 3, 2, 4
• 1 + 3, 2 + 4 - 2 na 2 isključeno
• 1 + 3, 2, 4
• 1, 3, 2 + 4

Sve sekvence treba kontrolirati jedna kontrolna jedinica, a prijemne jedinice isključivo paljenje i gašenje svjetla.

Kad sam rekao da napravim model, mislio sam da napravim pravi model, ništa previše otmjeno, ali nešto što bi zapravo ličilo na stvarnu stvar, možda, možda i ishranu.

Korak 1: Ambiciozan? Možda

Glavni zahtevi za delove:

Upravljačka jedinica i četiri seta svjetala = pet Arduinosa i pet bežičnih modula. AliExpress u pomoć (ponovo).

Osam semafora. Slabo imitiram 3D štampač, koji teži da isporuči više kante za hranu nego upotrebljivih proizvoda, ali sam mislio da ću to ipak pokušati. Našao sam neke na Thingiverse -u, www.thingiverse.com/thing:2157324

Ovaj model je izgledao kao najmanje složen za moj štampač. Htjela sam osam, pa sam i dalje gurala sreću. Kako se ispostavilo, otkrio sam da sam nakon nekoliko neuspjelih pokušaja, ako sam model usmjerio u određenom smjeru (od naprijed prema natrag), dobio razumne rezultate. Ukupno sam odštampao trinaest i dobio osam upotrebljivih.

To je bila sortirana lista glavnih delova. Preostale dijelove sam već imao.

Kompletna lista delova je

• 5 x Arduino UNO
• 5 x bežične ploče NRF24L01
• 5 x YL-105 (ili sličnih) probojnih ploča za NRF24L0s
• 8 x crvene LED diode
• 8 x žute LED diode (nemam narandžaste LED diode)
• 8 x zelene LED diode
• 4 x RGB LED diode
• Otpornici 28 x 220 Ohm
• Oglasne ploče / štampane ploče ??
• 8 x Model semafora
• 6 x 8 dugih pin zaglavlja (šesti je bio za razmak na upravljačkoj ploči, pogledajte video)
• Skupljajuća cijev
• Žice za kratkospojnike
• Komad lesonita ili nešto ravno
• Drugi komadi drveta ??
• Boja ??
• Vruće ljepilo
• Vreme, strpljenje i alkohol po izboru

Korak 2: Pisanje koda za upravljačku jedinicu

Ovo je dio koji sam morao napraviti prvi, samo u slučaju da to zaista ne mogu riješiti, što bi bio početak.

Ovo je bio daleko najsloženiji dio projekta, ali i najzanimljiviji za mene.

Morao sam sjesti i definirati sve moguće kombinacije promjena svjetla i kako bi sinhrono radile zajedno.

Kao i svaki dobar dizajn, počeo je, na papiru, s vrlo dugačkom listom brojeva, a budući da sam htio imati mogućnost imati više mogućih operativnih nizova, lista se produžila.

Ali, jednom sam bio sretan što imam sve što sam mislio da je potrebno i, nakon što sam neko vrijeme zurio u stranice s brojkama, počeo je moj OKP i počeo sam uviđati obrasce.

Organizirajući uzorke, uspio sam sve nizove složiti u jedan trodimenzionalni niz i dva dvodimenzionalna niza.

Sve što sam sada trebao učiniti je pronaći način da manipuliram tim nizovima u stvaranju ispravnog slijeda i lakih koraka.

Trajalo je neko vrijeme, ali uspio sam to postići u manje od pedeset redaka koda, uključujući komentare itd.

Kôd za ovo nije za osobe sa slabim srcem, ali ako razumijete višedimenzionalne nizove, to ne bi trebalo biti previše teško slijediti. Ili krivulja učenja za ostale.

Poanta je u tome da vjerujem da djeluje i da ionako ne treba zahtijevati promjenu. Ali …………

Korak 3: NRF24L01 Odvojna ploča Mod

Modul NRF24L01 i ploča za razbijanje YL-105, nažalost, nisu baš prilagođeni matičnoj ploči.

Ploča za razbijanje ide na korak do rješavanja problema i što je još važnije, čineći je tolerantnom na 5v, ali još uvijek nije prilagođena matičnoj ploči.

Tako sam postao malo inventivan.

U svojoj kolekciji ‘stvari’ imam niz 6 -pinskih zaglavlja s dugim pinovima. Vrsta koja je potrebna za izradu Arduino štitova.

Uzeo sam jedan od ovih i savio igle na 90 stepeni.

Uklonio sam jednu od vodilica za napajanje s matične ploče i uključio zaglavlje u rub ploče.

To je ostavilo iglice za napajanje na ploči za razbijanje. Oni su sada na putu.

Pa sam ih uklonio i postavio s druge strane ploče za razbijanje tako da sada vire sa stražnje strane ploče.

Za potrebe ovog uputstva, potrebno mi je pet NRF24L01 modula, pa sam ih montirao duž matične ploče, a zatim fiksirao razvodnik duž svih priključaka za napajanje na ploči za razbijanje.

Izgledalo je prilično uredno dok nisam povezao Arduinos i postalo je malo gužve.

Osim toga, što je važno, nakon što je spojen električni vod, svi Arduino bi bili spojeni na isti izvor, a to sam pokušavao izbjeći, pa sam ih većinu opet razdvojio.

Ostavit ću ploču s nekoliko NRF24L01 modula na njoj za izradu prototipa u budućnosti, tako da nije potpuni gubitak vremena.

Korak 4: Jedinice semafora

Našao sam nekih malih 170 ploča s kravatom. Oni nemaju razvodnik pa bi moja izmijenjena ploča za razbijanje i dalje odgovarala. Iako pod blagim kutom zbog visine ploče za razbijanje.

Napravio sam četiri kontrole semafora iste, žice iste boje, pozicioniranje itd. Sada su zaista samostalne.

Za upravljačku jedinicu, stavio sam modul NRF24L01 na PCB sa RGB LED diodama. Koristio sam RGB jer, iako nisam morao vidjeti sva svjetla, samo crveno i zeleno, zauzimaju manje prostora.

Spojili smo LED diode na Arduino na uobičajen način i dodali malo koda za prikaz crvenog ili zelenog statusa svakog semafora.

Pokušao sam biti dosljedan bojama ožičenja kako bih lako mogao vidjeti jesam li učinio nešto drugačije na jednoj od ploča.

Imam nekoliko kratkih kompleta Dupont olova, a kako su se vodiči zalijepili, ovaj je dio postao prilično lak.

NRF24L01:

• CE Orange To Arduino pin 10 (definirano u kodu)
• CSN žuto za Arduino pin 9 (definirano u kodu)
• SCK Green to Arduino pin 13 (obavezno)
• MOSI Blue To Arduino pin 11 (obavezno)
• MISO Purple To Arduino pin 12 (obavezno)
• Vcc crveno do 5v. Ako ne koristite ploče za razbijanje, to mora biti 3.3v.
• GND Brown do Arduino GND

Svjetlosne jedinice i Arduino pinovi na LED diode:

• Crveno za crvenu LED diodu
• Narandžasta za žutu LED (nemam narandžaste LED diode)
• Zeleno za zelenu LED diodu
• Crna za GND

Moje jedino odstupanje od ovoga bilo je kada sam spojio Control Arduino na RGB LED diode. Koristio sam bijele i sive žice jer mi je nestalo crvenih.

Korak 5: Semafori i testiranje

To je kod dovršen i svaka samostalna kontrola je takođe dovršena. Sve što mi sada treba su sami semafori.

Kao što sam već rekao, pronašao sam nekompliciran model na Thingiverseu i uspio sam odštampati osam koji nisu izgledali loše.

Ugradio sam LED diode sa potrebnim otpornikom od 200 Ohma i žicom za povezivanje i uzemljenje.

Skupljajući cijevi je vodio cijevi i vruće ih zalijepio na mjesto.

Odlučio sam da ih ofarbam u crno nakon što su ugrađene sve LED diode. Loša ideja, trebao sam to prvo učiniti.

Sve sam povezao za test prije nego što sam nastavio.

Korak 6: Raskršće

Odlučio sam ih sve montirati na ploču, pa sam sada morao stvoriti neku vrstu raskrsnice slične.

Živim u Velikoj Britaniji pa se ovdje vozimo s pogrešne strane ceste, pa sam svoje raskršće učinio prijateljskim u Velikoj Britaniji koliko su mi dozvoljavale moje slabe umjetničke vještine.

Ovo je bilo prilično jednostavno, samo je oduzimalo vrijeme; i siguran sam da nema raskrsnica koje zaista izgledaju tako, ali moje nemaju rupe.

Nisam želio trajno žrtvovati svoj Arduinos ovom projektu, pa sam napravio kompromis popunjavajući svaki od njih sa 10 mm rastojanja i vruće lijepio odstupanja na podnožje ploče.

Ono što sam ipak učinio je vruće lijepljenje mini ploče sa strane Arduina.

Prvo, držao je NRF24L01 i probojnu ploču uz podnožje raskrsnice, i drugo, rijetko ionako koristim Arduino bez ikakve osnove, pa će i dalje biti korisni.

Korak 7: Sve je gotovo

Uključene su sve datoteke koda.

Ovdje nisam prošao kroz kôd jer je ovaj Instructable dovoljno dug bez njega.

Nadam se da je ovo bio koristan Instructable, čak i ako samo pokazuje kako bežično kontrolirati brojne druge Arduino ploče s NRF24L01 po pristupačnim cijenama.

Ako imate bilo kakvih pitanja, ne ustručavajte se dati komentar, a ja ću se potruditi pomoći.