4 نظام إشارات المرور باستخدام 5 Arduinos و 5 NRF24L01 وحدات لاسلكية: 7 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

منذ فترة وجيزة ، قمت بإنشاء Instructable يشرح بالتفصيل زوجًا واحدًا من إشارات المرور على لوح التجارب.

لقد قمت أيضًا بإنشاء Instructable آخر يوضح الإطار الأساسي لاستخدام الوحدة اللاسلكية NRF24L01.

هذا جعلني أفكر!

هناك الكثير من الهواة حول العالم الذين يبنون مدنًا نموذجية وخطوط سكك حديدية ، ولديهم دائمًا إشارات مرور لبعض الأوصاف.

بعضها عبارة عن نماذج عمل ، والبعض الآخر للأغراض الجمالية فقط.

هل يمكنني إنشاء نموذج عمل لنظام إشارة ضوئية رباعي الاتجاهات وتوصيله لاسلكيًا؟

جلست وفكرت في قائمة المتطلبات المحتملة الخاصة بي. الذي ذهب قليلا مثل هذا.

تحكم في 4 اتجاهات لحركة المرور ، مثل تقاطع طرق.

كل اتجاه له ضوءان ؛ ويحصل كل زوج على تعليماته لاسلكيًا من نوع ما من وحدة التحكم.

أن تكون قادرًا على تحديد وتعديل تسلسل تشغيل المصابيح ،

• 1 ، 2 ، 3 ، 4 - في اتجاه عقارب الساعة
• 1, 3, 4, 2
• 1, 4, 2, 3
• 1 ، 4 ، 3 ، 2 - عكس اتجاه عقارب الساعة
• 1, 2, 4, 3
• 1, 3, 2, 4
• 1 + 3، 2 + 4 - 2 on 2 off
• 1 + 3, 2, 4
• 1, 3, 2 + 4

يتم التحكم في كل التسلسل بواسطة وحدة تحكم واحدة ، وتقوم وحدات الاستقبال فقط بتشغيل وإطفاء الأنوار.

عندما قلت اصنع نموذجًا ، كنت أعني ، اصنع نموذجًا حقيقيًا ، لا شيء خيالي للغاية ، لكن شيئًا سيبدو في الواقع شيئًا مثل الشيء الحقيقي ، ربما ، ربما ish.

الخطوة الأولى: طموح؟ يمكن

متطلبات الأجزاء الرئيسية:

وحدة تحكم وأربع مجموعات من الأضواء = خمس وحدات Arduinos وخمس وحدات لاسلكية. AliExpress للإنقاذ (مرة أخرى).

ثمانية مدرجات ضوئية. لديّ تقليد ضعيف للطابعة ثلاثية الأبعاد ، والتي تميل إلى توفير المزيد من العلف بن أكثر من المنتجات القابلة للاستخدام ، لكنني اعتقدت أنني سأجربها على أي حال. وجدت بعضًا في Thingiverse ،

www.thingiverse.com/thing:2157324

بدا هذا النموذج على أنه الأقل تعقيدًا بالنسبة لطابعتي. كنت أرغب في ثماني سنوات ، لذلك كنت لا أزال أثير حظي. كما اتضح ، وجدت أنه بعد محاولتين فاشلتين ، إذا قمت بتوجيه النموذج في اتجاه معين (من الأمام إلى الخلف) ، فقد حصلت على نتائج معقولة. في المجموع ، قمت بطباعة ثلاثة عشر ، وحصلت على ثمانية منها صالحة للاستعمال.

كانت هذه قائمة الأجزاء الرئيسية التي تم فرزها. الأجزاء المتبقية ، كان لدي بالفعل.

قائمة الأجزاء الكاملة

• 5 × Arduino UNOs
• 5 لوحات لاسلكية NRF24L01
• 5 لوحات اندلاع YL-105 (أو ما شابه) لـ NRF24L0s
• 8 × المصابيح الحمراء
• 8 × مصابيح LED صفراء (ليس لدي أي مصابيح LED برتقالية)
• 8 × المصابيح الخضراء
• 4 × RGB LEDs
• مقاومات 28 × 220 أوم
• ألواح التوصيل / ثنائي الفينيل متعدد الكلور ؟؟
• 8 × نموذج إشارات المرور
• رؤوس سنون طويلة 6 × 8 (كان السادس للتباعد على لوحة التحكم ، شاهد الفيديو)
• يتقلص الأنبوب
• أسلاك العبور
• قطعة من اللوح الخشبي أو شيء مسطح
• قطع أخرى من الخشب ؟؟
• رسم ؟؟
• الغراء الساخن
• الوقت والصبر والكحول في الاختيار

الخطوة الثانية: كتابة الكود الخاص بوحدة التحكم

هذا هو الشيء الذي كان علي القيام به أولاً ، فقط في حالة عدم تمكني من إدارته بالفعل ، والذي كان يمكن أن يكون بمثابة أداة عرض.

كان هذا إلى حد بعيد الجزء الأكثر تعقيدًا أو المشروع ، ولكنه أيضًا الأكثر إثارة للاهتمام بالنسبة لي.

اضطررت للجلوس وتحديد كل المجموعات الممكنة لتغيرات الضوء وكيف ستعمل معًا بشكل متزامن.

مثل كل التصميم الجيد ، بدأ ، على الورق ، بقائمة طويلة جدًا من الأرقام ، ولأنني أردت أن أكون قادرًا على الحصول على تسلسلات تشغيلية متعددة ، فقد أصبحت القائمة أطول.

ولكن ، بمجرد أن كنت سعيدًا لأنني امتلكت كل ما اعتقدت أنه مطلوب ، وبعد التحديق في صفحات الأرقام لفترة من الوقت ، بدأ اضطراب الوسواس القهري لدي وبدأت أرى أنماطًا.

من خلال تنظيم الأنماط ، تمكنت من تجميع كل التسلسل في مصفوفة واحدة ثلاثية الأبعاد ومصفوفتين ثنائي الأبعاد.

كل ما كان علي فعله الآن هو إيجاد طريقة للتعامل مع هذه المصفوفات لإنشاء التسلسل الصحيح والخطوات الخفيفة.

استغرق الأمر بعض الوقت ، لكنني تمكنت من تحقيق ذلك في أقل من خمسين سطرًا من التعليمات البرمجية ، بما في ذلك التعليقات وما إلى ذلك.

رمز هذا ليس لأصحاب القلوب الضعيفة ، ولكن إذا فهمت المصفوفات متعددة الأبعاد ، فلن يكون من الصعب جدًا متابعتها. أو منحنى التعلم للبقية.

النقطة المهمة هي أنني أعتقد أنها تعمل ، ويجب ألا تتطلب التغيير على أي حال. لكن…………

الخطوة 3: NRF24L01 Breakout Board Mod

الوحدة النمطية NRF24L01 ولوحة الاختراق YL-105 ، للأسف ، ليست صديقة للغاية للوح.

تمضي لوحة الاختراق جزئيًا لإصلاح المشكلة والأهم من ذلك ، جعلها متسامحة 5 فولت ، لكنها لا تزال غير ملائمة للوح.

لذلك حصلت على القليل من الإبداع.

في مجموعتي من "العناصر" ، لدي عدد من 6 رؤوس دبوس مع دبابيس طويلة. النوع المطلوب لصنع Arduino Shields.

أخذت واحدة من هؤلاء وثنيت المسامير بزاوية 90 درجة.

أزلت أحد قضبان الطاقة من اللوح ، وقمت بتوصيل الرأس بحافة لوح التجارب.

ترك ذلك دبابيس الطاقة على لوحة الاختراق. هم الآن في الطريق.

لذلك قمت بإزالتها ووضعتها على الجانب الآخر من لوحة الاختراق بحيث تكون الآن بارزة من الجزء الخلفي من اللوحة.

لأغراض هذا Instructable ، أطلب خمس وحدات NRF24L01 ، لذلك قمت بتثبيتها على طول اللوح ثم قمت بتثبيت سكة الطاقة على طول جميع دبابيس الطاقة الموجودة على لوحة الفصل.

بدا الأمر مرتبًا جدًا إلى أن قمت بتوصيل Arduinos وأصبح مزدحمًا بعض الشيء.

بالإضافة إلى ذلك ، وهو الجزء المهم ، بمجرد توصيل سكة الطاقة ، سيتم توصيل جميع Arduinos بنفس المصدر وهذا ما كنت أحاول تجنبه ، لذلك قمت بتفكيك معظمها مرة أخرى.

سأحتفظ باللوحة مع اثنين من وحدات NRF24L01 عليها للنماذج الأولية في المستقبل ، حتى لا تكون مضيعة للوقت.

الخطوة 4: وحدات إشارات المرور

لقد وجدت بعض ألواح الخبز الصغيرة التي يبلغ عددها 170 نقطة. لا تحتوي هذه على سكة كهربائية ، لذا ستظل لوحة الكسر المعدلة مناسبة. وإن كان ذلك بزاوية طفيفة بسبب ارتفاع لوح الاختراق.

لقد قمت ببناء إشارات المرور الأربعة التي تتحكم في نفس الأسلاك ، ونفس اللون ، والمواضع وما إلى ذلك ، فهي الآن قائمة بذاتها حقًا.

بالنسبة لوحدة التحكم ، أضع الوحدة النمطية NRF24L01 على لوحة الدوائر المطبوعة باستخدام مصابيح RGB LED. لقد استخدمت RGB لأنه ، على الرغم من أنني لست بحاجة إلى رؤية كل الأضواء ، فقط الأحمر والأخضر ، إلا أنها تشغل مساحة أقل.

قم بتوصيل مصابيح LED بـ Arduino بالطريقة العادية وإضافة القليل من التعليمات البرمجية لعرض الحالة الحمراء أو الخضراء لكل مجموعة من إشارات المرور.

حاولت أن أكون متسقًا مع ألوان الأسلاك الخاصة بي حتى أتمكن بسهولة من معرفة ما إذا كنت قد فعلت شيئًا مختلفًا على إحدى اللوحات.

لدي بعض مجموعات الرصاص القصيرة من دوبونت ، وبما أن العملاء المحتملين عالقون معًا ، فقد جعل هذا الجزء سهلاً للغاية.

NRF24L01:

• CE Orange To Arduino pin 10 (المحدد في الكود)
• CSN Yellow To Arduino pin 9 (المحدد في الكود)
• SCK Green To Arduino pin 13 (إلزامي)
• MOSI Blue To Arduino pin 11 (إلزامي)
• MISO Purple To Arduino pin 12 (إلزامي)
• Vcc الأحمر إلى 5 فولت. إذا كنت لا تستخدم ألواح الاختراق ، فيجب أن يكون هذا 3.3 فولت.
• GND بني إلى Arduino GND

وحدات الإضاءة ودبابيس Arduino لمصابيح LED:

• الأحمر للضوء الأحمر
• البرتقالي لمصباح LED الأصفر (ليس لدي مصابيح LED برتقالية)
• أخضر للمصباح الأخضر
• أسود لـ GND

كان انحرافي الوحيد عن هذا عندما قمت بتوصيل Control Arduino بمصابيح RGB LED. لقد استخدمت الأسلاك البيضاء والرمادية لأن الأسلاك الحمراء قد نفدت.

الخطوة 5: إشارات المرور والاختبار

هذا هو الرمز اكتمل كما اكتمل كل عنصر تحكم مستقل. كل ما أحتاجه الآن هو إشارات المرور نفسها.

كما قلت من قبل ، وجدت نموذجًا غير معقد على Thingiverse وتمكنت من طباعة ثمانية نماذج لا تبدو سيئة للغاية.

لقد قمت بتركيب مصابيح LED بمقاومها المطلوب 200 أوم ووصلة وسلك أرضي.

يتقلص أنبوب الخيوط ، ويلصقه كل شيء في مكانه.

قررت أن أرسمها باللون الأسود بعد تركيب جميع مصابيح LED. فكرة سيئة ، كان يجب أن أفعل ذلك أولاً.

لقد قمت بتوصيل كل شيء للاختبار قبل التقدم أكثر.

الخطوة 6: مفترق الطرق

قررت أن أركبهم جميعًا على لوح ، لذلك كان علي الآن إنشاء نوع من مفترق الطرق يشبهه.

أنا أعيش في المملكة المتحدة ، لذلك نحن نقود السيارة على الجانب الخطأ من الطريق هنا ، وبالتالي فقد جعلت مفترق الطرق الخاص بي صديقًا للمملكة المتحدة كما تسمح مهاراتي الفنية الضعيفة.

كان هذا واضحًا تمامًا ، ويستغرق وقتًا طويلاً ؛ وأنا متأكد من عدم وجود مفترق طرق يبدو هكذا بالفعل ، لكن ليس لدي أي حفر.

لم أكن أرغب في التضحية بشكل دائم بأردوينو من أجل هذا المشروع ، لذلك قمت بالتسوية من خلال ملء كل واحدة بمواجهة 10 مم ولصق المواجهات الساخنة بقاعدة اللوحة.

ما فعلته على الرغم من ذلك هو الغراء الساخن اللوح الصغير على جانب Arduino.

أولاً ، حملت NRF24L01 ولوحة الاختراق بعيدًا عن قاعدة مفترق الطرق ،

وثانيًا ، نادرًا ما أستخدم Arduino بدون لوحة توصيل من نوع ما على أي حال ، لذلك ستظل مفيدة من هذا القبيل.

الخطوة 7: كل ذلك

تم تضمين جميع ملفات التعليمات البرمجية.

لم أذهب من خلال الكود هنا لأن Instructable طويل بما يكفي بدونه.

آمل أن يكون هذا مفيدًا Instructable ، حتى لو أظهر فقط كيفية التحكم في عدد من لوحات Arduino الأخرى لاسلكيًا باستخدام NRF24L01 بسعر معقول جدًا.

إذا كانت لديك أي استفسارات ، فالرجاء عدم التردد في تقديم تعليق وسأبذل قصارى جهدي للمساعدة.