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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

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 navelo na razmišljanje!

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

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

Mogu li stvoriti radni model četverosmjernog semaforskog sustava i povezati ih bežično?

Sjela sam i razmislila o svom popisu mogućih zahtjeva. Što je išlo pomalo ovako.

Kontrolirajte 4 smjera prometa, poput raskrsnice.

Svaki smjer ima dva svjetla; a svaki par bežično dobiva upute s 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-suprotno 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 sekvenciranje treba kontrolirati jedna kontrolna jedinica, a prijemne jedinice isključivo paljenje i gašenje svjetla.

Kad sam rekao napravi model, mislio sam napraviti pravi model, ništa previše otmjeno, ali nešto što bi zapravo izgledalo poput pravog, vjerojatno, možda i ishoda.

Korak 1: Ambiciozan? Može biti

Glavni zahtjevi za dijelove:

Upravljačka jedinica i četiri svjetla = pet Arduinosa i pet bežičnih modula. AliExpress u pomoć (opet).

Osam semaforskih štandova. Imam lošu imitaciju 3D pisača, koji teži da isporuči više kante za hranu nego upotrebljivih proizvoda, ali mislio sam da ću to ipak pokušati. Našao sam neke na Thingiverseu, www.thingiverse.com/thing:2157324

Ovaj je model izgledao kao najmanje složen za moj pisač. Htio sam osam, pa sam i dalje gurao 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 tiskao trinaest i dobio osam upotrebljivih.

To je bio sortiran popis glavnih dijelova. Preostale dijelove, već sam imao.

Kompletan popis dijelova 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 narančaste LED diode)
• 8 x zelene LED diode
• 4 x RGB LED diode
• Otpornici 28 x 220 Ohm
• Oglasne ploče / PCB -ovi ??
• 8 x Model semafora
• 6 x 8 dugih pin zaglavlja (šesti je bio za razmak na upravljačkoj ploči, pogledajte video)
• Skupljajuća cijev
• Kratkospojne žice
• Komad lesonita ili nešto ravno
• Drugi komadi drveta ??
• Boja ??
• Vruće ljepilo
• Vrijeme, strpljenje i alkohol po izboru

Korak 2: Pisanje koda za upravljačku jedinicu

Ovo je dio koji sam morao učiniti prvi, samo u slučaju da to zapravo ne mogu riješiti, što bi bio uvodnik.

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 djelovale zajedno.

Kao i svaki dobar dizajn, počeo je, na papiru, s vrlo dugačkim popisom brojeva, a budući da sam želio imati mogućnost imati više mogućih operacijskih sekvenci, popis se produžio.

No, jednom sam bio sretan što imam sve za što sam mislio da je potrebno i, nakon što sam neko vrijeme zurio u stranice s brojkama, OCD mi se pojavio 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, ne bi ga 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, čini je tolerantnom na 5v, ali još uvijek nije prilagođena matičnoj ploči.

Tako sam postao malo inventivan.

U svojoj zbirci ‘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 stupnjeva.

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

To je ostavilo priključke 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 Instructablea, 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, jednom kad se spoji električna vodilica, svi Arduino bi bili spojeni na isti izvor, a to sam pokušavao izbjeći, pa sam većinu toga opet rastavio.

Ostavit ću ploču s nekoliko NRF24L01 modula na njoj za izradu prototipova u budućnosti, tako da ne gubite vrijeme.

Korak 4: Jedinice semafora

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

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

Za upravljačku jedinicu stavio sam modul NRF24L01 na PCB s RGB LED diodama. Koristio sam RGB jer, iako nisam trebao 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 Dupont setova olova, a kako su se vodiči zalijepili, to je ovaj dio učinilo prilično lakim.

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
• Narančasta za žutu LED (nemam narančaste LED diode)
• Zeleno za zelenu LED diodu
• Crna za GND

Moje jedino odstupanje od toga bilo je kad 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 također dovršena. Sve što sada trebam 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 s potrebnim otpornikom od 200 Ohma i žicom za povezivanje i uzemljenje.

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

Odlučio sam ih obojiti u crno nakon što su ugrađene sve LED diode. Loša ideja, trebao sam to učiniti prvi.

Sve sam povezao za test prije nego što sam nastavio.

Korak 6: Raskrižje

Odlučio sam ih sve montirati na ploču pa sam sada morao stvoriti neku vrstu raskrižja nalik na izgled.

Živim u Velikoj Britaniji pa se ovdje vozimo s pogrešne strane ceste, pa sam svoje raskrižje učinio prijateljskim u Velikoj Britaniji što su mi dopuštale moje loše umjetničke vještine.

To je bilo prilično jednostavno, samo je oduzimalo vrijeme; i siguran sam da nema raskršća koja zapravo izgledaju tako, ali moji nemaju rupe.

Nisam želio trajno žrtvovati svoj Arduinos ovom projektu, pa sam napravio kompromis napunivši svaki od njih 10 mm razmacima i vruće zalijepio 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 mape pa će i dalje biti korisni.

Korak 7: Sve je učinjeno

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.