Hệ thống đèn giao thông 4 chiều sử dụng 5 mô-đun không dây Arduinos và 5 NRF24L01: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Cách đây ít lâu, tôi đã tạo một Tài liệu có thể hướng dẫn nêu chi tiết một cặp đèn giao thông duy nhất trên bảng mạch.

Tôi cũng đã tạo một chương trình Có thể hướng dẫn khác hiển thị khung cơ bản để sử dụng mô-đun không dây NRF24L01.

Điều này khiến tôi phải suy nghĩ!

Có khá nhiều người có sở thích xây dựng các thị trấn và đường sắt kiểu mẫu trên toàn cầu, và hầu như lúc nào cũng có đèn giao thông theo một số mô tả.

Một số là mô hình hoạt động, và những người khác chỉ dành cho mục đích thẩm mỹ.

Tôi có thể tạo mô hình hoạt động của hệ thống đèn giao thông bốn chiều và kết nối chúng không dây không?

Tôi ngồi xuống và nghĩ về danh sách các yêu cầu có thể có của mình. Đó là một chút như thế này.

Điều khiển 4 hướng lưu thông, như ngã ba đường.

Mỗi hướng có hai đèn; và mỗi cặp nhận hướng dẫn không dây từ một số loại thiết bị điều khiển.

Có thể xác định và sửa đổi trình tự hoạt động của đèn,

• 1, 2, 3, 4 - theo chiều kim đồng hồ
• 1, 3, 4, 2
• 1, 4, 2, 3
• 1, 4, 3, 2 - ngược chiều kim đồng hồ
• 1, 2, 4, 3
• 1, 3, 2, 4
• 1 + 3, 2 + 4 - 2 trên 2 tắt
• 1 + 3, 2, 4
• 1, 3, 2 + 4

Tất cả các trình tự sẽ được điều khiển bởi một thiết bị điều khiển duy nhất và các thiết bị nhận chỉ bật và tắt đèn.

Khi tôi nói hãy làm một mô hình, ý tôi là, hãy làm một mô hình thực sự, không có gì quá cầu kỳ, nhưng là một thứ thực sự trông giống như thật, có thể, có thể là vậy.

Bước 1: Tham vọng? Có lẽ

Yêu cầu các bộ phận chính:

Một bộ điều khiển và bốn bộ đèn = năm Arduinos và năm mô-đun không dây. AliExpress để giải cứu (một lần nữa).

Tám cột đèn giao thông. Tôi có một máy in 3D nhái kém, có xu hướng cung cấp nhiều thức ăn cho thùng rác hơn các sản phẩm có thể sử dụng được, nhưng tôi nghĩ rằng dù sao thì tôi cũng sẽ thử. Tôi đã tìm thấy một số trên Thingiverse, www.thingiverse.com/thing:2157324

Mô hình này trông có vẻ ít phức tạp nhất đối với máy in của tôi. Tôi muốn tám, vì vậy tôi vẫn đang cố gắng vận may của mình. Hóa ra, tôi thấy rằng sau một vài lần thử thất bại, nếu tôi định hướng mô hình theo một hướng nhất định (từ trước ra sau), tôi đã thu được kết quả hợp lý. Tổng cộng tôi đã in 13 cuốn và có 8 cuốn có thể sử dụng được.

Đó là danh sách các bộ phận chính được sắp xếp. Những phần còn lại, tôi đã có.

Danh sách các bộ phận hoàn chỉnh là

• 5 x Arduino UNO
• 5 x bo mạch không dây NRF24L01
• 5 x bảng đột phá YL-105 (hoặc tương tự) cho NRF24L0s
• 8 x đèn LED đỏ
• 8 x Đèn LED màu vàng (Tôi không có bất kỳ đèn LED màu cam nào)
• 8 x đèn LED xanh
• 4 x đèn LED RGB
• Điện trở 28 x 220 Ohm
• Breadboards / PCBs ??
• 8 x Đèn giao thông kiểu mẫu
• Tiêu đề ghim dài 6 x 8 (tiêu đề thứ sáu dành cho khoảng cách trên bảng điều khiển, xem video)
• Ống co
• Dây nhảy
• Mảnh bìa cứng hoặc thứ gì đó phẳng
• Những mảnh gỗ khác ??
• Sơn ??
• Keo nóng
• Thời gian, sự kiên nhẫn và rượu của sự lựa chọn

Bước 2: Viết mã cho thiết bị điều khiển

Đây là công việc mà tôi phải làm trước tiên, đề phòng trường hợp tôi không thể thực sự quản lý được nó, điều này hẳn là một người trình diễn.

Đây là phần phức tạp nhất hoặc dự án cho đến nay, nhưng cũng là thú vị nhất đối với tôi.

Tôi đã phải ngồi xuống và xác định tất cả các kết hợp có thể có của các thay đổi ánh sáng và cách chúng sẽ hoạt động đồng bộ với nhau.

Giống như tất cả các thiết kế tốt khác, trên giấy tờ, nó bắt đầu với một danh sách rất dài các con số, và bởi vì tôi muốn có nhiều trình tự hoạt động khả thi, danh sách thậm chí còn dài hơn.

Nhưng, một khi tôi rất vui vì tôi đã có mọi thứ mà tôi nghĩ là cần thiết và sau khi nhìn chằm chằm vào các trang số một lúc, OCD của tôi bắt đầu hoạt động và tôi bắt đầu nhìn thấy các mẫu.

Sắp xếp các mẫu, tôi cố gắng đối chiếu tất cả các trình tự thành một mảng 3 chiều duy nhất và hai mảng 2 chiều.

Tất cả những gì tôi phải làm bây giờ là tìm cách điều khiển các mảng đó để tạo ra các bước ánh sáng và trình tự chính xác.

Phải mất một lúc, nhưng tôi đã đạt được nó trong chưa đầy năm mươi dòng mã, bao gồm cả nhận xét, v.v.

Mã cho điều này không dành cho những người yếu tim, nhưng nếu bạn hiểu các mảng đa chiều, nó sẽ không quá khó để làm theo. Hoặc một đường cong học tập cho phần còn lại.

Vấn đề là, tôi tin rằng nó hoạt động và không cần phải thay đổi. Nhưng…………

Bước 3: NRF24L01 Breakout Board Mod

Thật không may, mô-đun NRF24L01 và bảng đột phá YL-105 không thân thiện lắm với bảng mạch.

Bo mạch đột phá đi một phần để khắc phục sự cố và quan trọng hơn, làm cho nó chịu được 5v, nhưng, nó vẫn không thân thiện với breadboard.

Vì vậy, tôi có một chút phát minh.

Trong bộ sưu tập ‘đồ đạc’ của mình, tôi có một số đầu cắm 6 ghim có ghim dài. Loại cần thiết để tạo khiên Arduino.

Tôi lấy một trong những cái này và uốn cong các ghim ở góc 90 độ.

Tôi đã tháo một trong các đường ray nguồn khỏi breadboard và cắm đầu cắm vào cạnh của breadboard.

Điều đó đã để lại các chân nguồn trên bảng đột phá. Họ đang cản đường.

Vì vậy, tôi đã loại bỏ chúng và đặt chúng ở phía bên kia của bảng đột phá để chúng hiện đang nhô ra khỏi mặt sau của bảng.

Đối với mục đích của Có thể hướng dẫn này, tôi yêu cầu năm mô-đun NRF24L01, vì vậy tôi đã gắn tất cả chúng dọc theo bảng mạch và sau đó cố định đường ray nguồn dọc theo tất cả các chân nguồn trên bảng ngắt.

Nó trông khá gọn gàng cho đến khi tôi kết nối Arduinos và nó hơi đông.

Thêm vào đó, đây là điểm quan trọng, một khi đường ray điện được kết nối, tất cả Arduinos sẽ được kết nối với cùng một nguồn và đó là điều tôi cố gắng tránh, vì vậy tôi đã tách nó ra một lần nữa.

Tôi sẽ giữ bảng với một vài mô-đun NRF24L01 trên đó để tạo mẫu trong tương lai, vì vậy không hoàn toàn lãng phí thời gian.

Bước 4: Đơn vị đèn giao thông

Tôi đã tìm thấy một số breadboards 170 tie point nhỏ. Chúng không có đường ray điện nên bảng đột phá đã sửa đổi của tôi vẫn phù hợp. Mặc dù ở một góc nhỏ vì chiều cao của bảng đột phá.

Tôi đã chế tạo bốn nút điều khiển đèn giao thông giống nhau, dây cùng màu, định vị, v.v. Giờ đây, chúng thực sự độc lập.

Đối với đơn vị điều khiển, tôi đặt mô-đun NRF24L01 trên PCB với các đèn LED RGB. Tôi đã sử dụng RGB vì mặc dù tôi không cần phải nhìn thấy tất cả các đèn, chỉ màu đỏ và xanh lục, chúng chiếm ít không gian hơn.

Đã kết nối các đèn LED với Arduino theo cách bình thường và thêm một chút mã để hiển thị trạng thái màu đỏ hoặc xanh lá cây của từng bộ đèn giao thông.

Tôi đã cố gắng nhất quán với màu sắc dây của mình để có thể dễ dàng nhận ra liệu tôi đã làm điều gì khác biệt trên một trong các bảng hay chưa.

Tôi có một số bộ dây dẫn Dupont ngắn và vì các dây dẫn được gắn với nhau nên phần này khá dễ dàng.

NRF24L01:

• CE Orange đến chân 10 của Arduino (được xác định trong mã)
• CSN màu vàng cho chân 9 của Arduino (được xác định trong mã)
• SCK Green đến chân 13 của Arduino (bắt buộc)
• MOSI Blue To Arduino pin 11 (bắt buộc)
• MISO Tím đến chân 12 của Arduino (bắt buộc)
• Vcc Đỏ Để 5v. Nếu bạn không sử dụng bảng đột phá, đây phải là 3.3v.
• GND Brown đến Arduino GND

Đơn vị ánh sáng và chân Arduino đến đèn LED:

• Đỏ cho đèn LED đỏ
• Màu cam cho đèn LED màu vàng (Tôi không có đèn LED màu cam)
• Màu xanh lá cây cho đèn LED màu xanh lá cây
• Màu đen cho GND

Sự khác biệt duy nhất của tôi so với điều này là khi tôi kết nối Điều khiển Arduino với các đèn LED RGB. Tôi đã sử dụng dây màu trắng và xám vì tôi đã hết dây màu đỏ.

Bước 5: Đèn giao thông và kiểm tra

Đó là mã đã hoàn thành và mỗi điều khiển độc lập cũng đã hoàn thành. Tất cả những gì tôi cần bây giờ là đèn giao thông.

Như tôi đã nói trước đây, tôi đã tìm thấy một mô hình không phức tạp trên Thingiverse và đã in được 8 mẫu mà trông không quá tệ.

Tôi đã lắp đèn LEDS với điện trở 200 Ohm yêu cầu của họ và một liên kết và dây nối đất.

Thu hẹp các dây dẫn và dán nóng tất cả vào vị trí.

Tôi quyết định sơn chúng màu đen sau khi tất cả các đèn LED đã được lắp. Ý tưởng tồi, tôi nên làm điều đó đầu tiên.

Tôi đã chuẩn bị mọi thứ cho một bài kiểm tra trước khi tiến bộ thêm.

Bước 6: Ngã tư

Tôi đã quyết định gắn tất cả chúng trên một bảng, vì vậy bây giờ tôi phải tạo ra một số kiểu giao nhau.

Tôi sống ở Vương quốc Anh nên chúng tôi lái xe ở bên trái đường ở đây, và do đó, tôi đã làm cho ngã tư của mình thân thiện với Vương quốc Anh như khả năng nghệ thuật kém của tôi cho phép.

Điều này khá đơn giản, chỉ tốn thời gian; và tôi chắc chắn rằng không có ngã tư nào thực sự giống như vậy, nhưng của tôi không có ổ gà.

Tôi không muốn hy sinh vĩnh viễn Arduinos của mình cho dự án này, vì vậy tôi đã thỏa hiệp bằng cách điền vào mỗi cái một điểm chờ 10mm và dán nóng các điểm chờ này vào đế bảng.

Tuy nhiên, những gì tôi đã làm là dán nóng breadboard mini vào mặt bên của Arduino.

Đầu tiên, nó giữ NRF24L01 và bảng đột phá ở chân ngã tư, và thứ hai, dù sao thì tôi cũng hiếm khi sử dụng Arduino mà không có breadboard, vì vậy chúng sẽ vẫn hữu ích như vậy.

Bước 7: Tất cả đã hoàn thành

Tất cả các tệp mã đã được bao gồm.

Tôi đã không xem qua mã ở đây vì có thể hướng dẫn này đủ dài mà không có nó.

Tôi hy vọng rằng đây là một Tài liệu hướng dẫn hữu ích, ngay cả khi nó chỉ cho thấy cách điều khiển một số bảng Arduino khác không dây với NRF24L01 có giá rất hợp lý.

Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào, vui lòng bình luận và tôi sẽ cố gắng hết sức để trợ giúp.