4 -smerni semaforski sistem z uporabo 5 brezžičnih modulov Arduinos in 5 NRF24L01: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Pred kratkim sem ustvaril Instructable, ki podrobno opisuje en sam par semaforjev na plošči.

Ustvaril sem tudi drug Instructable, ki prikazuje osnovni okvir za uporabo brezžičnega modula NRF24L01.

To mi je dalo misliti!

Po vsem svetu je veliko ljubiteljev, ki gradijo vzorna mesta in železnice in imajo skoraj vedno kakšen opis semaforjev.

Nekateri so delujoči modeli, drugi pa samo za estetske namene.

Ali bi lahko ustvaril delujoč model štirismernega semaforja in jih brezžično povezal?

Sedel sem in razmišljal o svojem seznamu možnih zahtev. Kar je šlo malce takole.

Nadzirajte 4 smeri prometa, na primer križišče.

Vsaka smer ima dve luči; in vsak par brezžično dobiva navodila od neke vrste krmilne enote.

Biti sposoben določiti in spremeniti zaporedje delovanja luči,

• 1, 2, 3, 4 - v smeri urinega kazalca
• 1, 3, 4, 2
• 1, 4, 2, 3
• 1, 4, 3, 2-v nasprotni smeri urinega kazalca
• 1, 2, 4, 3
• 1, 3, 2, 4
• 1 + 3, 2 + 4 - 2 na 2 izklopa
• 1 + 3, 2, 4
• 1, 3, 2 + 4

Vse zaporedje je treba nadzorovati z eno samo krmilno enoto, sprejemne enote pa izključno vklapljajo in izklapljajo luči.

Ko sem rekel, da naredim model, sem mislil narediti pravi model, nič preveč domišljijskega, ampak nekaj, kar bi dejansko izgledalo kot resnično, morda, morda ish.

1. korak: Ambiciozen? Mogoče

Glavne zahteve za dele:

Krmilna enota in štirje sklopi luči = pet Arduinosov in pet brezžičnih modulov. AliExpress na pomoč (spet).

Osem semaforskih stojal. Imam slabo imitacijo 3D tiskalnika, ki ponavadi dobavi več krme za krmo kot uporabnih izdelkov, vendar sem mislil, da bom vseeno poskusil. Nekaj sem našel na Thingiverse, www.thingiverse.com/thing:2157324

Ta model je bil za moj tiskalnik videti najmanj zapleten. Hotel sem osem, zato sem še vedno potiskal srečo. Izkazalo se je, da sem po nekaj neuspelih poskusih, če sem model usmeril v določeno smer (od spredaj nazaj), dobil razumne rezultate. Skupaj sem natisnil trinajst in dobil osem uporabnih.

To je bil razvrščen seznam glavnih delov. Preostale dele sem že imel.

Celoten seznam delov je

• 5 x Arduino UNO
• 5 x brezžične plošče NRF24L01
• 5 x YL-105 (ali podobnih) odklopnih plošč za NRF24L0s
• 8 x rdečih LED
• 8 x rumene LED (nimam oranžnih LED)
• 8 x zelenih LED
• 4 x RGB LED diode
• Upori 28 x 220 Ohm
• Breadboards / PCB ??
• 8 x vzorčni semaforji
• 6 x 8 dolgih zatičev (šesti je bil namenjen razmiku na nadzorni plošči, glej video)
• Skrčljiva cev
• Mostične žice
• Kos lesene plošče ali kaj ravno
• Drugi kosi lesa ??
• Barvanje ??
• Vroče lepilo
• Čas, potrpljenje in alkohol po izbiri

2. korak: Pisanje kode za krmilno enoto

To je del, ki sem ga moral najprej narediti, samo v primeru, da mi to dejansko ne bi uspelo, kar bi bil showstopper.

To je bil daleč najbolj zapleten del ali projekt, pa tudi zame najbolj zanimiv.

Moral sem sedeti in opredeliti vse možne kombinacije sprememb svetlobe in kako bodo sinhrono delovale skupaj.

Kot vse dobro oblikovanje se je tudi na papirju začelo z zelo dolgim seznamom številk, in ker sem želel imeti več možnih zaporedij delovanja, se je seznam še podaljšal.

Ko pa sem bil vesel, da imam vse, kar sem mislil, da je potrebno, in potem, ko sem nekaj časa buljil v strani s številkami, se mi je OCD pripeljal in začel sem opazovati vzorce.

Pri organiziranju vzorcev mi je uspelo vse zaporedje združiti v eno samo tridimenzionalno matriko in dve dvodimenzionalni matriki.

Vse, kar sem moral storiti, je najti način za manipulacijo teh nizov pri ustvarjanju pravilnega zaporedja in lahkih korakov.

Trajalo je nekaj časa, vendar mi je to uspelo v manj kot petdesetih vrsticah kode, vključno s komentarji itd.

Koda za to ni za tiste s slabim srcem, če pa razumete večdimenzionalne matrike, ji ne bi smelo biti preveč težko slediti. Ali krivulja učenja za ostale.

Bistvo je, da verjamem, da deluje in da ga vseeno ne bi bilo treba spreminjati. Ampak …………

Korak 3: NRF24L01 Breakout Board Mod

Modul NRF24L01 in odklopna plošča YL-105 na žalost nista prijazna do plošč.

Prelomna plošča gre vstran pri odpravljanju težave in še pomembneje, zaradi česar je tolerantna na 5V, vendar še vedno ni prijazna do plošče.

Tako sem postal malo iznajdljiv.

V svoji zbirki "stvari" imam številne 6 -polne glave z dolgimi zatiči. Vrsta, ki je potrebna za izdelavo Arduino ščitov.

Vzel sem eno od teh in upognil zatiče pri 90 stopinjah.

Eno od vodil sem odstranil s plošče in glavo priključil na rob plošče.

To je pustilo napajalne zatiče na odklopni plošči. Zdaj so na poti.

Zato sem jih odstranil in postavil na drugo stran deske, tako da zdaj štrlijo z zadnje strani plošče.

Za namene tega navodila za uporabo potrebujem pet modulov NRF24L01, zato sem jih namestil vzdolž plošče in nato pritrdil vodilo vzdolž vseh napajalnih zatičev na odklopni plošči.

Izgledalo je precej urejeno, dokler nisem priključil Arduinosa in je postalo malo gneče.

Plus, kar je pomemben del, ko bi bil električni vod priključen, bi bili vsi Arduino priključeni na isti vir in temu sem se skušal izogniti, zato sem jih večino spet razstavil.

V prihodnje bom ploščo z nekaj moduli NRF24L01 obdržal za izdelavo prototipov, zato ni popolna izguba časa.

4. korak: Semaforske enote

Našel sem nekaj majhnih 170 ploščic s kravato. Ti nimajo napajalnega vodila, zato bi moja spremenjena plošča še vedno ustrezala. Čeprav pod rahlim kotom zaradi višine deske.

Zgradil sem štiri kontrolnike semaforja, iste, barvne žice, pozicioniranje itd. Zdaj so resnično samostojni.

Za krmilno enoto sem dal modul NRF24L01 na tiskano vezje z RGB LED diodami. Uporabil sem RGB, ker čeprav mi ni bilo treba videti vseh luči, samo rdeče in zelene, zavzamejo manj prostora.

LED diode so na običajen način priključile na Arduino in dodale malo kode za prikaz rdečega ali zelenega stanja vsakega sklopa semaforjev.

Poskušal sem biti skladen z barvami ožičenja, tako da sem zlahka videl, ali sem na eni od plošč naredil kaj drugega.

Imam nekaj kratkih kompletov Dupontovih svincev, in ker so vodi skupaj zlepljeni, je ta del precej olajšal.

NRF24L01:

• CE Orange To Arduino pin 10 (opredeljeno v kodi)
• CSN Yellow To Arduino pin 9 (določeno v kodi)
• SCK Green To Arduino pin 13 (obvezno)
• MOSI Blue To Arduino pin 11 (obvezno)
• MISO Purple To Arduino pin 12 (obvezno)
• Vcc rdeča do 5v. Če ne uporabljate odklopnih plošč, mora biti napetost 3,3 V.
• GND Brown do Arduino GND

Svetlobne enote in zatiči Arduino na LED:

• Rdeča za rdečo LED
• Oranžna za rumeno LED (nimam oranžnih LED)
• Zelena za zeleno LED
• Črna za GND

Moj edini odmik od tega je bil, ko sem Control Arduino priključil na RGB LED. Uporabil sem bele in sive žice, ker mi je zmanjkalo rdečih.

5. korak: Semaforji in testiranje

To je koda dokončana in zaključen je tudi vsak samostojni nadzor. Zdaj potrebujem le semaforje.

Kot sem že rekel, sem v Thingiverseu našel nezapleten model in uspel natisniti osem, ki niso izgledale tako slabo.

LED -diode sem opremil z zahtevanim uporom 200 ohmov ter povezavo in ozemljitveno žico.

S krčnimi cevmi vodite cevi in jih vroče zlepite na svoje mesto.

Odločil sem se, da jih pobarvam v črno, potem ko so bile nameščene vse LED diode. Slaba ideja, to bi moral storiti najprej.

Preden sem nadaljeval, sem vse pripravil za preizkus.

6. korak: Križišče

Odločil sem se, da jih vse namestim na desko, zato sem moral ustvariti nekakšno križišče, ki je podobno.

Živim v Združenem kraljestvu, zato se tukaj vozimo po napačni strani ceste, zato sem svoje križišče naredil tako prijazno do Združenega kraljestva, kolikor so mi dopuščale moje slabe umetniške sposobnosti.

To je bilo precej preprosto, samo zamudno; in prepričan sem, da ni križišč, ki bi tako izgledala, a moji nimajo luknjic.

Nisem hotel trajno žrtvovati svojega Arduinosa temu projektu, zato sem naredil kompromis tako, da sem vsakega zasedel z 10 -milimetrskimi odmiki in vroče zlepil izhodišča na dno plošče.

Kar sem naredil, je vroče lepljenje mini plošče na stran Arduina.

Najprej je držal NRF24L01 in odbojno desko na dnu križišča, in drugič, redko uporabljam Arduino brez nekakšne mize, zato bodo še vedno tako uporabni.

7. korak: Vse končano

Vse datoteke s kodo so vključene.

Tukaj nisem šel skozi kodo, saj je ta Instructable dovolj dolg brez nje.

Upam, da je bil to koristen Instructable, čeprav le kaže, kako brezžično upravljati številne druge Arduino plošče z NRF24L01 po zelo ugodni ceni.

Če imate kakršna koli vprašanja, ne oklevajte in napišite komentar in potrudil se bom, da vam pomagam.