سیستم چراغ راهنمایی 4 طرفه با استفاده از 5 آردوینو و 5 ماژول بی سیم NRF24L01: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

چندی پیش من یک دستورالعمل ایجاد کردم که جزئیات یک جفت چراغ راهنمایی را روی یک تخته نان توضیح می دهد.

من همچنین یک دستورالعمل دیگر ایجاد کردم که چارچوب اساسی استفاده از ماژول بی سیم NRF24L01 را نشان می داد.

این مرا به فکر فرو برد!

علاقه مندان زیادی در سرتاسر جهان وجود دارند که شهرهای نمونه و راه آهن می سازند و تقریباً همیشه چراغ های راهنمایی با توصیفی دارند.

برخی از آنها مدلهای کار هستند و برخی دیگر فقط برای اهداف زیبایی هستند.

آیا می توانم یک مدل کاربردی از سیستم چراغ راهنمایی چهار طرفه ایجاد کنم و آنها را به صورت بی سیم به هم وصل کنم؟

نشستم و در مورد لیست الزامات احتمالی خود فکر کردم. که کمی به این شکل پیش رفت

4 جهت ترافیک را مانند تقاطع چهارراه کنترل کنید.

هر جهت دارای دو چراغ است. و هر جفت دستورات خود را به صورت بی سیم از نوعی از واحد کنترل دریافت می کند.

قادر به تعریف و اصلاح توالی عملکرد چراغ ها ،

• 1 ، 2 ، 3 ، 4 - در جهت عقربه های ساعت
• 1, 3, 4, 2
• 1, 4, 2, 3
• 1 ، 4 ، 3 ، 2-خلاف جهت عقربه های ساعت
• 1, 2, 4, 3
• 1, 3, 2, 4
• 1 + 3 ، 2 + 4 - 2 در 2 خاموش
• 1 + 3, 2, 4
• 1, 3, 2 + 4

همه توالی ها توسط یک واحد کنترل واحد کنترل می شوند و واحدهای دریافت کننده فقط چراغ ها را روشن و خاموش می کنند.

وقتی گفتم یک مدل بساز ، منظورم این بود که یک مدل واقعی بساز ، هیچ چیز خیلی شیک نیست ، اما چیزی که در واقع چیزی شبیه به چیز واقعی است ، احتمالاً ، شاید قدیمی.

مرحله 1: بلند پروازانه؟ شاید

الزامات قطعات اصلی:

یک واحد کنترل و چهار مجموعه چراغ = پنج آردوینو و پنج ماژول بی سیم. AliExpress برای نجات (دوباره).

هشت غرفه چراغ راهنمایی. من از چاپگر سه بعدی تقلید ضعیفی دارم ، که بیشتر از محصولات قابل استفاده علوفه سطل تهیه می کند ، اما فکر کردم به هر حال از آن استفاده خواهم کرد. من برخی از آنها را در Thingiverse پیدا کردم ،

www.thingiverse.com/thing:2157324

این مدل برای چاپگر من کم پیچیده ترین به نظر می رسید. من هشت عدد می خواستم ، بنابراین هنوز شانس خود را پیش می بردم. همانطور که معلوم شد ، متوجه شدم که پس از چند تلاش ناموفق ، اگر مدل را در جهت خاصی (از جلو به عقب) جهت دهی کنم ، نتایج معقولی دریافت کردم. در مجموع سیزده چاپ کردم و هشت عدد قابل استفاده دریافت کردم.

این لیست قطعات اصلی مرتب شده بود. قسمت های باقی مانده ، من قبلاً داشتم.

لیست کامل قطعات عبارتند از:

• 5 x UNO های آردوینو
• 5 عدد برد بی سیم NRF24L01
• 5 تخته شکست YL-105 (یا مشابه) برای NRF24L0
• 8 عدد LED قرمز
• 8 عدد LED زرد (من هیچ LED نارنجی ندارم)
• 8 عدد LED سبز
• 4 عدد LED RGB
• مقاومتهای 28 در 220 اهم
• تخته نان / PCB ؟؟
• 8 عدد چراغ راهنمایی مدل
• سربرگ های پین بلند 6 * 8 (مورد ششم مربوط به فاصله گذاری روی برد کنترل بود ، فیلم را ببینید)
• لوله کوچک
• سیم های بلوز
• تکه ای از تخته سخت یا چیزی مسطح
• تکه های چوب دیگر ؟؟
• رنگ ؟؟
• چسب گرم
• زمان ، صبر و مشروبات الکلی به انتخاب

مرحله 2: نوشتن کد برای واحد کنترل

این همان کاری است که من ابتدا باید انجام می دادم ، در صورتی که نتوانم آن را واقعاً مدیریت کنم ، که می تواند یک نمایشگر باشد.

این تا حد زیادی پیچیده ترین بخش یا پروژه بود ، اما برای من جالب ترین نیز بود.

مجبور شدم بنشینم و همه ترکیبات احتمالی تغییرات نور و نحوه عملکرد همزمان آنها را تعریف کنم.

مانند همه طراحی های خوب ، روی کاغذ و با یک لیست بسیار طولانی از اعداد شروع شد و چون می خواستم بتوانم چندین توالی عملیاتی احتمالی داشته باشم ، این لیست حتی طولانی تر شد.

اما ، یکبار خوشحال بودم که همه چیزهایی را که فکر می کردم لازم است دارم ، و پس از مدتی خیره شدن به صفحات اعداد ، OCD من شروع به کار کرد و شروع به مشاهده الگوها کردم.

با سازماندهی الگوها ، من موفق شدم همه توالی ها را در یک آرایه تک بعدی و دو آرایه 2 بعدی جمع آوری کنم.

تنها کاری که باید انجام می دادم این بود که راهی برای دستکاری این آرایه ها در ایجاد توالی صحیح و مراحل سبک پیدا کنم.

مدتی طول کشید ، اما من در کمتر از پنجاه خط کد ، از جمله نظرات و غیره ، به آن دست یافتم.

کد این مورد برای افراد ضعیف نیست ، اما اگر آرایه های چند بعدی را درک می کنید ، دنبال کردن آن نباید خیلی سخت باشد. یا منحنی یادگیری برای بقیه.

نکته این است که من معتقدم که کار می کند و به هر حال نیازی به تغییر ندارد. ولی…………

مرحله 3: NRF24L01 Breakout Board Mod

ماژول NRF24L01 و برد شکست YL-105 متأسفانه چندان برای نان برد مناسب نیستند.

تخته شکست تا حدی به رفع مشکل می پردازد و مهمتر از همه ، آن را 5 ولت تحمل می کند ، اما هنوز هم برای نان برد مناسب نیست.

بنابراین کمی مخترع شدم.

در مجموعه "موارد" من ، تعدادی هدر 6 پین با پین بلند دارم. نوع مورد نیاز برای ساخت Arduino Shields.

من یکی از اینها را گرفتم و سنجاق ها را در 90 درجه خم کردم.

یکی از ریل های برق را از یک تخته نان برداشته و سربرگ را به لبه تخته نان وصل کردم.

این باعث شد پین های برق روی برد شکستن باقی بمانند. آنها اکنون در راه هستند.

بنابراین آنها را برداشته و در طرف دیگر تخته شکست قرار دادم به گونه ای که اکنون از پشت تخته بیرون زده اند.

برای اهداف این دستورالعمل ، من به پنج ماژول NRF24L01 احتیاج دارم ، بنابراین آنها را در تمام طول ورق سوار کرده و سپس ریل برق را در امتداد همه پین های برق روی برد برک آوت ثابت کردم.

تا زمانی که آردوینوها را وصل نکردم بسیار مرتب به نظر می رسید و کمی شلوغ شد.

به علاوه ، که نکته مهمی است ، هنگامی که ریل برق متصل شد ، همه آردوینوها به یک منبع متصل می شوند و این چیزی بود که من سعی می کردم از آن جلوگیری کنم ، بنابراین بیشتر آن را دوباره جدا کردم.

من هیئت مدیره را با چند ماژول NRF24L01 روی آن برای نمونه سازی در آینده نگه می دارم ، بنابراین اتلاف وقت کامل نیست.

مرحله 4: واحدهای چراغ راهنمایی

من چند تخته نان کوچک 170 تایی پیدا کردم. اینها راه آهن ندارند ، بنابراین صفحه بریکت اصلاح شده من هنوز مناسب است. اگرچه به دلیل ارتفاع تخته شکست ، در زاویه ای جزئی.

من چهار کنترل چراغ راهنمایی را با سیم های یک رنگ و یکسان ، موقعیت و غیره ساختم. آنها اکنون واقعاً مستقل هستند.

برای واحد کنترل ، ماژول NRF24L01 را روی PCB با LED های RGB قرار دادم. من از RGB استفاده کردم زیرا ، اگرچه نیازی به دیدن همه چراغ ها ، فقط قرمز و سبز نبودم ، اما آنها فضای کمتری را اشغال می کنند.

LED ها را به روش معمول به آردوینو متصل کرده و کمی کد اضافه کرده تا وضعیت قرمز یا سبز هر مجموعه چراغ راهنما را نشان دهد.

من سعی کردم با رنگ سیم کشی خود سازگار باشم تا بتوانم به راحتی ببینم که آیا کار متفاوتی را در یکی از تابلوها انجام داده ام.

من چند مجموعه سرب کوتاه Dupont دارم ، و چون سیم ها به هم چسبیده اند ، این قسمت را بسیار آسان کرد.

NRF24L01:

• پین 10 CE Orange To Arduino (در کد تعریف شده است)
• پین 9 CSN Yellow To Arduino (در کد تعریف شده است)
• SCK Green To Arduino پین 13 (اجباری)
• پین 11 MOSI Blue To Arduino (اجباری)
• پین 12 MISO Purple To Arduino (اجباری)
• Vcc قرمز به 5 ولت اگر از بردهای شکست استفاده نمی کنید ، باید 3.3 ولت باشد.
• GND Brown To Arduino GND

واحدهای نور و پایه های آردوینو به LED ها:

• قرمز برای LED قرمز
• نارنجی برای LED زرد (من LED نارنجی ندارم)
• سبز برای LED سبز
• سیاه برای GND

تنها انحراف من از این امر زمانی بود که Control Arduino را به LED های RGB متصل کردم. من از سیم های سفید و خاکستری استفاده کردم زیرا سیم های قرمز من تمام شده بود.

مرحله 5: چراغ های راهنمایی و رانندگی و آزمایش

این کد تکمیل شده و هر کنترل مستقل نیز تکمیل شده است. تنها چیزی که الان به آن احتیاج دارم چراغ راهنمایی است.

همانطور که قبلاً گفتم ، من یک مدل بدون عارضه در Thingiverse پیدا کردم و موفق به چاپ هشت مدل شدم که خیلی بد به نظر نمی رسید.

من LED ها را با مقاومت 200 اهم مورد نیاز آنها و یک اتصال و سیم زمین نصب کردم.

لوله ها را کوچک کنید و همه را به صورت گرم در محل خود بچسبانید.

بعد از نصب همه LED ها تصمیم گرفتم آنها را سیاه رنگ کنم. ایده بدی بود ، اول باید این کار را می کردم.

من همه چیز را برای آزمایش قبل از پیشرفت بیشتر سیم کشی کردم.

مرحله ششم: چهارراه

تصمیم گرفتم همه آنها را روی تخته سوار کنم ، بنابراین حالا مجبور شدم نوعی تقاطع شبیه به هم ایجاد کنم.

من در انگلستان زندگی می کنم ، بنابراین ما در اینجا در جاده اشتباه حرکت می کنیم ، و بنابراین من چهارراه خود را به عنوان انگلستان دوستانه با مهارتهای ضعیف هنری ام مجاز کردم.

این بسیار ساده بود ، فقط وقت گیر بود. و من مطمئن هستم که هیچ تقاطعی وجود ندارد که در واقع شبیه به آن باشد ، اما من هیچ چاله ای ندارم.

من نمی خواستم آردوینوس خود را دائماً قربانی این پروژه کنم ، بنابراین با پر کردن هر کدام از آنها با دهانه های 10 میلی متری به مصالحه رفتم و قسمت های ایستاده را دائماً به پایه تخته چسباندم.

کاری که من انجام دادم این است که مینی بردبرد را در کنار آردوینو چسب داغ می زنم.

در مرحله اول ، NRF24L01 و تخته شکست را از پایه چهارراه نگه داشت ،

و ثانیاً ، من به ندرت از آردوینو بدون نوعی تخته نان استفاده می کنم ، بنابراین آنها همچنان چنین مفید خواهند بود.

مرحله 7: همه انجام شد

همه فایل های کد گنجانده شده است.

من در اینجا از کد استفاده نکردم زیرا این دستورالعمل بدون آن به اندازه کافی طولانی است.

امیدوارم این دستورالعمل مفید بوده باشد ، حتی اگر فقط نحوه کنترل بی سیم تعدادی از بردهای آردوینو با قیمت بسیار مناسب NRF24L01 را نشان دهد.

اگر سوالی دارید ، لطفاً در نظر دادن دریغ نکنید و من تمام تلاش خود را برای کمک به شما انجام خواهم داد.