מערכת רמזור 4 כיוונים באמצעות 5 Arduinos ו- 5 מודולים אלחוטיים NRF24L01: 7 שלבים (עם תמונות)

2025 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2025-01-23 14:46

לפני זמן מה יצרתי הוראה המפרטת זוג רמזורים אחד על קרש לחם.

יצרתי גם הוראה נוספת המציגה את המסגרת הבסיסית לשימוש במודול אלחוטי NRF24L01.

זה גרם לי לחשוב!

יש הרבה תחביבים ברחבי העולם שבונים עיירות ודגמי רכבת, וכמעט תמיד יש להם רמזורים עם תיאור כלשהו.

חלקם מודלים עובדים, ואחרים מיועדים למטרות אסתטיות בלבד.

האם אוכל ליצור דגם עובד של מערכת רמזורים לארבעה כיוונים ולחבר אותם באופן אלחוטי?

ישבתי וחשבתי על רשימת הדרישות האפשריות שלי. מה שהלך קצת ככה.

שליטה על 4 כיווני תנועה, כמו צומת צומת.

לכל כיוון שני אורות; וכל זוג מקבל את ההוראות שלו באופן אלחוטי מאיזשהו יחידת בקרה.

להיות מסוגל להגדיר ולשנות את רצף ההפעלה של האורות,

• 1, 2, 3, 4 - עם כיוון השעון
• 1, 3, 4, 2
• 1, 4, 2, 3
• 1, 4, 3, 2-נגד כיוון השעון
• 1, 2, 4, 3
• 1, 3, 2, 4
• 1 + 3, 2 + 4 - 2 on 2 off
• 1 + 3, 2, 4
• 1, 3, 2 + 4

כל הרצפים יהיו נשלטים על ידי יחידת בקרה יחידה, ויחידות הקבלה רק מדליקות ומכבות את האורות.

כשאמרתי לעשות דוגמנית, התכוונתי לעשות דוגמנית אמיתית, לא מפוארת מדי, אלא משהו שבאמת ייראה בערך כמו הדבר האמיתי, אולי, אולי.

שלב 1: שאפתני? אולי

דרישות החלקים העיקריים:

יחידת בקרה וארבע מערכות נורות = חמישה ארדואינים וחמישה מודולים אלחוטיים. AliExpress להצלה (שוב).

שמונה עמדות רמזור. יש לי חיקוי גרוע של מדפסת תלת מימד, שנוטה לספק יותר מספוא לפח מאשר מוצרים שמישים, אבל חשבתי שאנסה בכל זאת. מצאתי כמה ב- Thingiverse, www.thingiverse.com/thing:2157324

דגם זה נראה כמו הפחות מורכב עבור המדפסת שלי. רציתי שמונה, אז עדיין דחקתי את מזלי. כפי שהתברר, גיליתי שאחרי כמה ניסיונות כושלים, אם כיוונתי את הדגם בכיוון מסוים (מלפנים לאחור), קיבלתי תוצאות סבירות. בסך הכל הדפסתי שלוש עשרה, וקיבלתי שמונה שימושיים.

זו הייתה מיון רשימת החלקים העיקריים. את שאר החלקים, כבר היה לי.

רשימת החלקים המלאה היא

• 5 x ארגוני UNO
• 5 x לוחות אלחוטיים NRF24L01
• 5 x לוחות פריצה YL-105 (או דומים) עבור NRF24L0
• 8 x נוריות אדומות
• 8 x נוריות צהובות (אין לי נוריות כתומות)
• 8 x נוריות ירוקות
• 4 x נוריות RGB
• נגדי 28 x 220 אוהם
• לוחות / PCB ??
• 8 x דגמי רמזורים
• 6 x 8 כותרות סיכה ארוכות (השישי נועד לרווח על לוח הבקרה, ראו סרטון)
• צינור כיווץ
• חוטי מגשר
• חתיכת לוח או משהו שטוח
• חתיכות עץ אחרות ??
• לצבוע ??
• דבק חם
• זמן, סבלנות ואלכוהול לבחירה

שלב 2: כתיבת הקוד ליחידת הבקרה

זה הקטע שהייתי צריך לעשות קודם כל, למקרה שלא יכולתי לנהל אותו בפועל, מה שהיה מהווה פתיחת מופע.

זה היה ללא ספק החלק המורכב ביותר או הפרויקט, אך גם המעניין ביותר עבורי.

הייתי צריך לשבת ולהגדיר את כל השילובים האפשריים של שינויי אור וכיצד הם יעבדו יחד באופן סינכרוני.

כמו כל עיצוב טוב, הוא התחיל, על הנייר, עם רשימה ארוכה מאוד של מספרים, ומכיוון שרציתי שיהיו לי מספר רצפי הפעלה אפשריים, הרשימה התארכה עוד יותר.

אבל, ברגע ששמחתי שיש לי את כל מה שחשבתי שנדרש ואחרי שהבטתי בדפי מספרים זמן מה, ה- OCD שלי נכנס והתחלתי לראות דפוסים.

בארגון התבניות הצלחתי לאסוף את כל הרצף למערך תלת ממדי יחיד ושני מערכים דו ממדיים.

כל מה שהייתי צריך לעשות עכשיו הוא למצוא דרך לתמרן את המערכים האלה ליצירת רצף והצעדים הנכונים.

זה לקח זמן, אבל הצלחתי להשיג זאת בפחות מחמישים שורות קוד, כולל הערות וכו '.

הקוד לכך אינו מיועד לבעלי לב חלש, אך אם אתה מבין מערכים רב-ממדיים, לא אמור להיות קשה מדי לעקוב אחריו. או עקומת למידה לכל השאר.

הנקודה היא שאני מאמין שזה עובד, וממילא לא צריך לדרוש שינוי. אבל…………

שלב 3: מודול לוח פריצה NRF24L01

מודול NRF24L01 ולוח הפריצה YL-105, למרבה הצער, אינם ידידותיים במיוחד ללוח הלחם.

לוח הפריצה עובר בחלקו לתיקון הבעיה וחשוב מכך, הופך אותו לסובלני 5V, אך הוא עדיין אינו ידידותי ללוח.

אז התחלתי להמציא קצת.

באוסף שלי של 'דברים', יש לי מספר כותרות של 6 סיכות עם סיכות ארוכות. הסוג הנדרש להכנת Arduino Shields.

לקחתי אחד כזה וכיפפתי את הסיכות ב 90 מעלות.

הסרתי את אחת ממסילות החשמל מלוח הלחם וחיברתי את הכותרת לקצה לוח הלחם.

זה השאיר את סיכות החשמל בלוח הפריצה. עכשיו הם בדרך.

אז הסרתי אותם והנחתי אותם בצד השני של לוח הפריצה כך שהם בולטים כעת מהחלק האחורי של הלוח.

לצורך מדריך זה, אני דורש חמישה מודולים של NRF24L01, כך שהרכבתי את כולם לאורך לוח הלוח ולאחר מכן תיקנתי את מסילת החשמל לאורך כל סיכות החשמל בלוח הפריצה.

זה נראה די מסודר עד שחיברתי את הארדואינים והיה קצת צפוף.

בנוסף, שזה החלק החשוב, ברגע שהרכבת החשמל הייתה מחוברת, כל הארדואינים היו מחוברים לאותו מקור וזה מה שניסיתי להימנע ממנו, אז פירקתי את רובו שוב.

אני אשמור את הלוח עם כמה מודולים NRF24L01 עליו לעיצוב אב טיפוס בעתיד, כך שלא יהיה בזבוז זמן מוחלט.

שלב 4: יחידות רמזור

מצאתי כמה לוחות לחם 170 נקודתיים קטנים. לאלה אין מסילת חשמל ולכן לוח הפריצה שהשתנה שלי עדיין יתאים. אם כי בזווית קלה בגלל גובה לוח הפריצה.

בניתי את ארבעת פקדי הרמזור אותו חוטים בצבע זהה, מיקום וכו '. הם כעת עצמאיים באמת.

עבור יחידת הבקרה, שמתי את מודול NRF24L01 על לוח עם נוריות RGB. השתמשתי ב- RGB מכיוון שלמרות שלא הייתי צריך לראות את כל האורות, רק את האדום והירוק, הם תופסים פחות מקום.

חיבר את הנוריות לארדואינו בדרך הרגילה והוסיף קצת קוד להצגת המצב האדום או הירוק של כל סט רמזורים.

ניסיתי להיות עקבי עם צבעי החיווט שלי כדי שאוכל לראות בקלות אם עשיתי משהו אחר באחד הלוחות.

יש לי כמה ערכות לידים קצרות של Dupont, וכיוון שהלידים נדבקים זה לזה, זה עשה את החלק הזה די קל.

NRF24L01:

• סיכה כתומה עד סיכה ארדואינו 10 (מוגדר בקוד)
• סיכת צהוב עד ארדואינו CSN (מוגדר בקוד)
• SCK Green to Arduino pin 13 (חובה)
• MOSI Blue to Arduino pin 11 (חובה)
• סיכה MISO סגול עד ארדואינו 12 (חובה)
• Vcc אדום עד 5V. אם אינך משתמש בלוחות הפריצה זה חייב להיות 3.3v.
• GND Brown עד Arduino GND

יחידות אור וסיכות ארדואינו ללדים:

• אדום עבור LED אדום
• כתום לנורית הצהובה (אין לי נוריות כתומות)
• ירוק עבור הלד הירוק
• שחור עבור GND

הסטייה היחידה שלי מזה הייתה כשחיברתי את ה- Control Arduino לנורות ה- RGB. השתמשתי בחוטים לבנים ואפורים כי נגמרו לי החוטים האדומים.

שלב 5: רמזורים ובדיקות

זהו הקוד שהושלם וכל פקד עצמאי הושלם. כל מה שאני צריך עכשיו זה הרמזורים עצמם.

כפי שאמרתי קודם, מצאתי דגם לא מסובך ב- Thingiverse והצלחתי להדפיס שמונה שלא נראו רע מדי.

ציידתי את הלדים בנגד ה 200 אוהם הנדרש ובחוט וחיבור הארקה.

כיווץ הצינף את המובילים, והדביק את הכל במקום חם.

החלטתי לצבוע אותם בשחור לאחר שהותקנו כל הלדים. רעיון גרוע, הייתי צריך לעשות את זה קודם.

חיברתי הכל לבדיקה לפני שהתקדמתי הלאה.

שלב 6: צומת הדרכים

החלטתי להרכיב את כולם על לוח, כך שעכשיו הייתי צריך ליצור סוג של צומת דומות.

אני גר בבריטניה ולכן אנו נוסעים בצד הלא נכון של הכביש כאן, ועל כן עשיתי את דרכי הצומת לידידותיות בבריטניה כפי שיכולתי האומנותית הירודה שלי לאפשר.

זה היה די פשוט, פשוט גוזל זמן; ואני בטוח שאין צמתים שנראים כך למעשה, אבל שלי אין בור.

לא רציתי להקריב לצמיתות את הארדואינים שלי לפרויקט הזה, אז התפשרתי על ידי כך שאכלס כל אחד מהם בעמידות של 10 מ מ והדבקתי את החממות לבסיס הלוח.

מה שכן עשיתי הוא הדבקה חמה של לוח הלחם המיני בצד של הארדואינו.

ראשית, הוא החזיק את לוח NRF24L01 ואת הפריצה מבסיס הצומת, ושנית, אני ממעט להשתמש בארדואינו בלי לוח כלשהו, כך שהם עדיין יהיו שימושיים ככה.

שלב 7: הכל בוצע

כל קבצי הקוד נכללו.

לא עברתי על הקוד כאן מכיוון שהמדריך הזה מספיק ארוך בלעדיו.

אני מקווה שזה היה מדריך שימושי, גם אם זה רק מראה כיצד לשלוט במספר לוחות Arduino אחרים באופן אלחוטי עם NRF24L01 במחיר סביר מאוד.

אם יש לך שאלות, אנא אל תהסס להגיב ואני אעשה כמיטב יכולתי לעזור.