Estación de comando WiFi DCC para maquetas de trenes: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Actualizado el 5 de abril de 2021: nuevo boceto y modificación de los componentes del circuito Nuevo boceto: command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino

Nuevo sistema DCC que usa WiFi para comunicar instrucciones Se pueden usar 3 usuarios de aceleradores de teléfonos móviles / tabletas en un diseño ideal tanto para modelos de ferrocarriles domésticos como para clubes

Un circuito electrónico muy simple proporciona la señal DCC y la energía para la pista, ¡sin embargo, la aplicación hace el trabajo real! La computadora de su teléfono se utiliza al máximo mediante la construcción de los códigos necesarios para formar cada paquete de instrucciones, ¡simplificando así el trabajo del microcontrolador!

Aplicación disponible a £ 8.49 en Play Store 'Locomotive DCC 3 WiFi'

- esta aplicación debe instalarse en dispositivos con Android 7 en adelante.

¡La estación de comando DCC compatible con NMRA más fácil de la historia! ¡Mire la lista de características a continuación

Adecuado para decodificadores compatibles con NMRA estándar, p. Ej. Bachmann, Lenz, Atlas, Hornby, etc.

Las características incluyen: Hasta 3 usuarios en teléfonos o tabletas Android (útil para los miembros del club) Direccionamiento de locomotoras de 4 dígitos Programa en la principal (PoM) Control consistente Control de 1 a 50 locomotoras Acciona hasta 12 locomotoras OO / HO Protección contra cortocircuitos Desconexión automática de sobrecarga Luces y dirección Funciones 1 a 28 Apagado / puntos / accesorios hasta 255 pares de salidas Nomenclatura personalizada de sus locomotoras Cambiar cualquier función a interruptores momentáneos de encendido / apagado La aplicación tiene títulos editables, visibilidad y opciones momentáneas en 28 botones de función La aplicación tiene 4 barras de velocidad en pantalla para controlar 4 locomotoras en un tiempo Agregue la velocidad máxima para cada locomotora Elija una fuente de alimentación de CC que se adapte a la escala utilizada (Z / N / OO / HO / O) 14v a 16v

Lista de partes:

1 de ESP32 S Placa de desarrollo 2.4GHz WiFi + Módulo de antena Bluetooth CP2102

Nota: consulte el diagrama de pines para ver la configuración correcta del dispositivo para este diseño de PCB

1 de descuento Arduino Pro Mini Atmega328P 5V / 16M

1 circuito integrado de puente en H LMD18200T

1 resistencia de película metálica de 0,1 ohmios y 2 W (11,5 mm x 4,5 mm)

7 de condensador 0.1uf

Nota: la resistencia de 10k junto a la de 4.7k no es necesaria para la versión WiFi

1 de 470 ohmios (en lugar de 10k junto a una resistencia de 0,1 ohmios

1 resistencia de 2k8Ω (esto puede ser 2.2k o 2.7k o 2.8k)

2 resistencias de 180Ω

1 condensador 10uf 25v;

1 condensador 220uf 16v;

1 Phoenix Contact MKDS 1 / 2-3, 5 Bloque de terminales de PCB de tornillo de 2 vías 13.5A 200V 3.5mm

1 resistencia de 4,7 kΩ

1 IC regulador de voltaje positivo L7805 CV con 1 disipador de calor estilo TO 220 para L7805

Nota: este regulador de 5v se calentará, a menos que se use suficiente disipador de calor

Puede ser necesario montar esto externamente desde la PCB con conexiones de cables

2 de 15 clavijas de clavijas de borde de encabezado hembra de 0.1 2.54 mm

2 de 12 clavijas de clavijas de borde de encabezado hembra de 0.1 2.54 mm

1 bloque de terminales de tornillo universal PCB de 6 pines y 2,54 mm

1 diodo Zener 4,7 V 0,5 vatios o 3,6 v 0,5 vatios

Cable

Fuente de alimentación:

NO utilice un controlador de tren de CC, ya que no proporcionan un voltaje de CC real.

Versión de 15 V y 2 amperios con un enchufe de 2,1 x 5,5 mm, busque el artículo de eBay # 401871382681

Paso 1: Conozca las características de ESP32 y su uso con Arduino IDE

Hace unos años, ESP8266 arrasó en el mundo de IoT integrado. Por menos de $ 3, puede obtener un microcontrolador programable habilitado para WiFi que puede monitorear y controlar cosas desde cualquier parte del mundo. Ahora Espressif (la empresa de semiconductores detrás del ESP8266) ha lanzado una actualización supercargada perfecta: el ESP32. Siendo sucesor de ESP8266; no solo tiene soporte WiFi, sino que también cuenta con Bluetooth 4.0 (BLE / Bluetooth Smart), perfecto para casi cualquier proyecto de IoT.

El ESP32 integra el transceptor Wi-Fi 802.11b / g / n HT40, por lo que no solo puede conectarse a una red WiFi e interactuar con Internet, sino que también puede configurar una red propia, lo que permite que otros dispositivos se conecten directamente a eso. El ESP32 también admite WiFi Direct, que es una buena opción para la conexión de igual a igual sin la necesidad de un punto de acceso. El WiFi Direct es más fácil de configurar y las velocidades de transferencia de datos son mucho mejores que las de Bluetooth. El chip también tiene capacidades de Bluetooth de modo dual, lo que significa que es compatible con Bluetooth 4.0 (BLE / Bluetooth Smart) y Bluetooth Classic (BT), lo que lo hace aún más versátil.

En este proyecto, solo uso la capacidad WiFi para crear un servidor local para que la estación de comando DCC se comunique con una aplicación de Android.

En teoría, solo es posible usar el módulo ESP, sin embargo, el código de generación de reloj requerido es completamente diferente del código de reloj AVR que se usa en el Arduino Pro Mini. ¡Dejo esta tarea a otro lector!

Las conexiones entre ESP32 y Arduino son realmente simples: consulte el diagrama de circuito. El RX, TX de Pro Mini se conecta al Rx2, Tx2 del dispositivo ESP. Tenga en cuenta el uso de resistencias para reducir el nivel de señal al ESP32, ya que solo puede usar niveles de 3.3v.

Paso 2: diagrama de circuito y PCB

El circuito Arduino es el mismo que se usa en la versión Bluetooth. He agregado enchufes para montar el ESP32 en lugar del módulo BT. Este PCB ya está disponible para la venta en eBay aquí. El Arduino debe ser una versión Pro Mini ATmega 328 16MHz 5v

El ESP32 actúa como un servidor WiFi, recibiendo datos de la aplicación WiFi_DCC y transmitiéndolos al Arduino a través del pin TX2. Cualquier dato que regrese a la aplicación se enviará a través del pin RX2.

Una resistencia de detección de corriente de 0.1 ohmios detecta condiciones de sobrecarga y cortocircuito que luego apaga el sistema hasta que se recibe una señal de reinicio.

El puente en h LMD18200T convierte el paquete DCC en una forma de onda de CA que suministra energía y datos a la pista.

Nota: El regulador de 5 voltios en un paquete TO-220 se calienta cuando se alimenta el módulo ESP32 (hasta 200 mA), por lo tanto, se debe usar un disipador de calor.

Paso 3: Boceto MCU del nodo ESP32

Actualizado el 2020-11-30: utilice el nuevo boceto adjunto 'DCC_WiFi_v3.ino'

Actualizado el 17/7/2020 - utilice el nuevo boceto adjunto 'DCC_WiFi_v2.ino'

Este boceto configura su servidor local y recibe actualizaciones de la aplicación en su dispositivo Android. La comunicación es bidireccional para permitir que los datos sobre la corriente extraída por el sistema se informen a la aplicación.

Vaya al enlace de GitHub para obtener los archivos de biblioteca necesarios aquí.

ESP32S debe programarse a través del IDE de Arduino. Vaya a Herramientas, Tablero y seleccione Node32S o NodeMCU-32S de la lista.

Vaya a Herramientas, Puerto y seleccione /dev/cu. SLAB_USBtoUART

Esa es la opción en mi Apple MacBook Air, algo similar en la PC, me imagino.

El boceto de Arduino 'DCC_WiFi_v1.ino' requiere estos archivos de biblioteca:

// para la aplicación 'LocoMotive WiFi Controller'

// crea un punto de acceso WiFi y proporciona un servidor web en él

#incluya "WiFi.h" #incluya "WiFiClient.h" #incluya "WiFiAP.h"

const char * ssid = "DCC_WiFi"; // debe coincidir en la configuración del dispositivo Androidconst char * password = "123456789"; // debe introducirse cuando se selecciona el ssid anterior

Servidor WiFiServer (80);

Paso 4: Arduino Pro Mini Sketch

Actualizado el 4/5/2021: utilice el nuevo boceto adjunto 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v4.ino'

Actualizado el 24/3/2021: utilice el nuevo boceto adjunto 'command_station_wifi_dcc3_LMD18200_v3.ino'

Para cargar un boceto en el Arduino Pro Mini, necesita un adaptador USB-TTL como el CH340 disponible en eBay o aquí en el sitio web de Hobby Components:

Paso 5: Aplicación WiFi_DCC

La aplicación está disponible en Google Play Store aquí 'LocoMotive DCC 3 WiFi'.

La aplicación está disponible en Google Play Store aquí 'LocoMotive DCC 2 WiFi'.

La aplicación se puede cargar en más de un dispositivo Android para proporcionar múltiples aceleradores DCC.

Nota: la aplicación funciona bien en Android 7, sin embargo, en Android 9 en adelante, debe desactivar 'datos móviles' en la configuración del teléfono

Es posible que también tenga que activar el GPS en la configuración de ubicación de su dispositivo.

Además, debe hacer clic en el botón Obtener WiFi un par de veces para conectarse de manera efectiva.