WiFi DCC Command Station für Modelleisenbahn - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Aktualisiert am 5. April 2021: Neue Skizze und Mod für Schaltungskomponenten. Neue Skizze: command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino

Brandneues DCC-System, das WLAN verwendet, um Anweisungen zu übermitteln. 3 Benutzer von Mobiltelefonen / Tablets können auf einer Anlage verwendet werden, die sowohl für Heim- als auch für Clubmodelleisenbahnen geeignet ist

Eine sehr einfache elektronische Schaltung liefert das DCC-Signal und die Stromversorgung für die Strecke, aber die App erledigt die eigentliche Arbeit! Der Computer Ihres Telefons wird voll ausgenutzt, indem die Codes erstellt werden, die für die Bildung jedes Befehlspakets erforderlich sind, wodurch die Arbeit des Mikrocontrollers vereinfacht wird!

App für 8,49 £ im Play Store "Locomotive DCC 3 WiFi" erhältlich

- Diese App muss auf Geräten mit Android 7 aufwärts installiert sein.

Die einfachste NMRA-konforme DCC-Kommandostation aller Zeiten !! Schauen Sie sich die Liste der Funktionen unten an

Geeignet für Standard NMRA kompatible Decoder z. B. Bachmann, Lenz, Atlas, Hornby usw

Zu den Funktionen gehören:Bis zu 3 Benutzer auf Android-Telefonen oder -Tablets (nützlich für Clubmitglieder)4-stellige Lok-AdressierungProgramm auf der Hauptfahrbahn (PoM)Konsequente SteuerungSteuerung von 1 bis 50 LoksFahrt bis zu 12 OO/HO-LokomotivenKurzschlussgeschütztAutomatische ÜberlastabschaltungLichter und Richtungsfunktionen 1 bis 28Weichen / Weichen / Zubehör bis zu 255 Paar AusgängeBenutzerdefinierte Benennung Ihrer LoksÄndern Sie jede Funktion in momentane Ein-/AusschalterApp hat editierbare Titel, Sichtbarkeit und momentane Optionen auf 28 FunktionstastenApp hat 4 Geschwindigkeitsbalken auf dem Bildschirm zur Steuerung von 4 Loks an a timeHöchstgeschwindigkeit für jede Lok hinzufügenWählen Sie eine Gleichstromquelle entsprechend der verwendeten Skala (Z/N/OO/HO/O) 14V bis 16V

Liste der Einzelteile:

1 Stück ESP32 S Entwicklungsboard 2,4 GHz WiFi + Bluetooth-Antennenmodul CP2102

Hinweis: Siehe Pinbelegung für die richtige Gerätekonfiguration für dieses PCB-Design

1 Stück Arduino Pro Mini Atmega328P 5V/16M

1 Stück LMD18200T H-Brücken-IC

1 von 0,1 Ohm 2W Metallschichtwiderstand (11,5 mm x 4,5 mm)

7 aus Kondensator 0.1uf

Hinweis: Der 10k-Widerstand neben dem 4,7k-Widerstand wird für die WiFi-Version nicht benötigt

1 von 470 Ohm (anstelle von 10k neben 0,1 Ohm Widerstand

1 von 2k8Ω Widerstand (dies kann ein 2,2k oder 2,7k oder 2,8k sein)

2 von 180Ω Widerständen

1 aus Kondensator 10uf 25v;

1 aus Kondensator 220uf 16v;

1 Phoenix Contact MKDS 1/ 2-3, 5 2-polige Schraub-Leiterplattenklemme 13,5 A 200 V 3,5 mm

1 4,7kΩ Widerstand

1 L7805 CV Positiver Spannungsregler IC mit 1 Kühlkörper TO 220 Style für L7805

Hinweis: Dieser 5-V-Regler läuft heiß, es sei denn, es wird genügend Kühlkörper verwendet

Es kann erforderlich sein, dies extern von der Leiterplatte mit Drahtverbindungen zu montieren

2 von 15-poligen Buchsenleisten-Edge-Stiftstreifen 0,1 2,54 mm

2 von 12-poligen Buchsenleisten-Edge-Stiftstreifen 0,1 2,54 mm

1 von 6-poliger 2,54 mm PCB-Universal-Schraubklemmenblock

1 Stück Zener-Diode 4,7 V 0,5 Watt oder 3,6 V 0,5 Watt

Kabel

Stromversorgung:

Verwenden Sie KEINE DC-Zugregler, da diese keine echte DC-Spannung liefern.

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Schritt 1: Einblick in die ESP32-Funktionen und deren Verwendung mit Arduino IDE

Vor einigen Jahren eroberte ESP8266 die Embedded-IoT-Welt im Sturm. Für weniger als 3 US-Dollar erhalten Sie einen programmierbaren, WiFi-fähigen Mikrocontroller, der in der Lage ist, Dinge von überall auf der Welt zu überwachen und zu steuern. Jetzt hat Espressif (das Halbleiterunternehmen hinter dem ESP8266) ein perfektes, aufgeladenes Upgrade veröffentlicht: den ESP32. Als Nachfolger von ESP8266; Es bietet nicht nur WLAN-Unterstützung, sondern auch Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart) – perfekt für nahezu jedes IoT-Projekt.

Der ESP32 integriert den 802.11b/g/n HT40 Wi-Fi-Transceiver, sodass er sich nicht nur mit einem WLAN-Netzwerk verbinden und mit dem Internet interagieren kann, sondern auch ein eigenes Netzwerk einrichten kann, sodass andere Geräte direkt eine Verbindung herstellen können es. Der ESP32 unterstützt auch WiFi Direct, was eine gute Option für Peer-to-Peer-Verbindungen ist, ohne dass ein Access Point erforderlich ist. WiFi Direct ist einfacher einzurichten und die Datenübertragungsgeschwindigkeiten sind viel besser als bei Bluetooth. Der Chip verfügt auch über Dual-Mode-Bluetooth-Funktionen, dh er unterstützt sowohl Bluetooth 4.0 (BLE/Bluetooth Smart) als auch Bluetooth Classic (BT) und damit noch mehr vielseitig.

In diesem Projekt verwende ich die WiFi-Fähigkeit nur, um einen lokalen Server für die DCC-Zentrale zu erstellen, um mit einer Android-App zu kommunizieren.

Theoretisch ist es möglich, nur das ESP-Modul zu verwenden, jedoch ist der erforderliche Taktgenerierungscode völlig anders als der AVR-Taktcode, der im Arduino Pro Mini verwendet wird. Diese Aufgabe überlasse ich einem anderen Leser da draußen!

Die Verbindungen zwischen ESP32 und Arduino sind wirklich einfach - siehe Schaltplan. Der RX, TX von Pro Mini wird mit dem Rx2, Tx2 des ESP-Geräts verbunden. Beachten Sie die Verwendung von Widerständen, um den Signalpegel zum ESP32 zu verringern, da er nur 3,3 V-Pegel verwenden kann.

Schritt 2: Schaltplan und PCB

Die Arduino-Schaltung ist die gleiche wie in der Bluetooth-Version. Ich habe Steckdosen hinzugefügt, um das ESP32 anstelle des BT-Moduls zu montieren. Diese Platine ist jetzt hier bei eBay zum Verkauf verfügbar. Der Arduino muss eine Pro Mini ATmega 328 16MHz 5V-Version sein

Der ESP32 fungiert als WiFi-Server, empfängt Daten von der WiFi_DCC-App und überträgt diese über den TX2-Pin an den Arduino. Alle Daten, die an die App zurückgehen, werden über den RX2-Pin gesendet.

Ein Strommesswiderstand von 0,1 Ohm erkennt Überlast- und Kurzschlussbedingungen und setzt das System dann ab, bis ein Rücksetzsignal empfangen wird.

Die H-Brücke LMD18200T wandelt das DCC-Paket in eine AC-Wellenform um, die das Gleis mit Strom und Daten versorgt.

Hinweis: Der 5-Volt-Regler in einem TO-220-Gehäuse wird heiß, wenn das ESP32-Modul mit Strom versorgt wird (bis zu 200 mA), daher muss ein Kühlkörper verwendet werden.

Schritt 3: ESP32-Knoten-MCU-Skizze

Aktualisiert am 30.11.2020 - bitte verwenden Sie die neue Skizze im Anhang 'DCC_WiFi_v3.ino'

Aktualisiert am 17.07.2020 - Bitte verwenden Sie die neue Skizze im Anhang 'DCC_WiFi_v2.ino'

Diese Skizze richtet Ihren lokalen Server ein und empfängt Updates von der App auf Ihrem Android-Gerät. Die Kommunikation ist 2-Wege, damit Daten über den vom System gezogenen Strom an die App zurückgemeldet werden können.

Gehen Sie zum GitHub-Link, um die erforderlichen Bibliotheksdateien hier zu erhalten.

ESP32S muss über die Arduino IDE programmiert werden. Gehen Sie zu Tools, Board und wählen Sie Node32S oder NodeMCU-32S aus der Liste.

Gehen Sie zu Tools, Port und wählen Sie /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Das ist die Option auf meinem Apple MacBook Air - etwas Ähnliches würde ich mir auf dem PC vorstellen.

Die Arduino-Skizze 'DCC_WiFi_v1.ino' benötigt diese Bibliotheksdateien:

// für App 'LocoMotive WiFi Controller'

// erstellt einen WLAN-Zugangspunkt und stellt darauf einen Webserver bereit

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

const char *ssid = "DCC_WiFi"; // muss in den Android-Geräteeinstellungen übereinstimmenconst char *password = "123456789"; // muss eingegeben werden, wenn oben ssid ausgewählt ist

WiFiServer-Server (80);

Schritt 4: Arduino Pro Mini-Skizze

Aktualisiert am 04.05.2021 - Bitte verwenden Sie die neue Skizze im Anhang 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino'

Aktualisiert am 24.03.2021 - Bitte verwenden Sie die neue Skizze im Anhang 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v3.ino'

Um eine Skizze auf den Arduino Pro Mini zu laden, benötigen Sie einen USB-TTL-Adapter wie den CH340, der bei eBay oder hier auf der Website von Hobby Components erhältlich ist:

Schritt 5: WiFi_DCC-App

Die App ist im Google Play Store hier 'LocoMotive DCC 3 WiFi' verfügbar.

Die App ist im Google Play Store hier 'LocoMotive DCC 2 WiFi' verfügbar.

Die App kann auf mehr als ein Android-Gerät geladen werden, um mehrere DCC-Drosselungen bereitzustellen.

Hinweis: Die App funktioniert gut auf Android 7, jedoch müssen Sie ab Android 9 in den Telefoneinstellungen „mobile Daten“ausschalten

Möglicherweise müssen Sie GPS auch in den Standorteinstellungen Ihres Geräts einschalten.

Außerdem müssen Sie mehrmals auf die Schaltfläche WLAN abrufen klicken, um eine effektive Verbindung herzustellen.