Jak na ovládání DCC kolejiště tabletem za pomoci Arduina | DCC modely, Elektro MM

Jak na ovládání DCC kolejiště tabletem za pomoci Arduina

Asi nejlepší bude začít tím, jaké jsou možnosti ovládání. Pokud máte takzvaný vláčkodrom a přemýšlíte nad možností ovládat kolejiště něčím, co je přehledné, jednoduché a především za rozumný peníz, je pro vás tento článek jak dělaný. Pomocí jednoduchého zařízení, jehož stavbu si v článku popíšeme, můžete ovládat kolejiště a jeho doplňky ze svého tabletu nebo smartphonu čí z počítače.  Zařízení se dá připojit na sběrnici XpressNet, kterou je vybavena většina centrál. Jde o stejné rozhraní na které se připojuje Multimouse. Dále zařízení propojíte se svojí domácí sítí nebo připojíte k samostatnému WiFi routeru. Aplikace pro ovládání pak zdarma stáhnete z Google Play nebo AppStore. Jde o používání protokolu LAN centrály Z21 a emulování této centrály, tím pádem si software domnívá, že jí máte ke kolejišti připojenu.

EDIT 9.10.2016 – Byla upravena délka PCB, tak aby bylo možné hotový produkt lépe umístit do krabičky. Zapojení zůstává bez změn. Náhled na straně č.3.

 

Strana článku  …  1/3
————————————————————————————————

Na následujících ukázkách obrazovek ze smartphonů a tabletů můžete vidět zmiňované aplikace pro ovládání kolejiště.

Z21 na iPadu

Z21 na iPadu

 

Z21 na smartphone

Z21 na smartphone

DigiTrains na smartphone

DigiTrains na smartphone

Pro první nabažení toho, jak zajímavě můžeme řídit své kolejiště, by to mohlo stačit a nyní se už budeme soustředit na samotnou stavbu. Základním prvkem je Arduino UNO případně Leonardo nebo Mega rozšířený o Ethernet shield objednané z obchodu www.banggood.com, což je obdoba asi známějšího www.dx.com. Tyto prvky pouze poskládáme. Budeme si však muset vyrobit vlastní rozšiřující desku, která nám umožní připojit se na sběrnici XpressNet jako modul slave. Jde pouze o pár součástek a výrobu DPS. Původní návod a originální program najdete na stránce www.pgahtow.de.  Tento návod a program jsem modifikoval (především zjednodušil) a navrhnul plošný spoj v provedení Arduino shieldu pro jednoduché použití. Upravena byla i napájecí část, tak aby mohlo být zařízení dlouhodobě použito na kolejišti.

Schéma shieldu Arduino XpressNet

Schéma shieldu Arduino XpressNet

Jak je ze schématu patrné, bude potřeba opravdu jen pár součástek. Hlavním prvkem je už zmiňované Arduino Uno. Jde o vývojovou desku, která obsahuje vše potřebné pro samostatný provoz. Dále USB port, pomocí kterého připojíte desku k PC a pomocí vývojového prostředí nahrajete svůj program. Systém je navržený tak, aby obsluhu zvládal téměř každý začátečník. Jak na instalaci a používání se podíváme později v článku.
Další součástkou je převodník na linku standartu RS485 MAX485 (cenově výhodnější obvod SN75176), který ke své komunikaci využívá rozhraní XpressNet. Doporučuji použít patici. Pak samotný konektor RJ11 6P/4C nebo RJ11 6p/6C (spodní plastové západky pod plošným spojem pájkou rozplácněte). Dále je potřeba pár pasivních součástek, viz schéma.Propojovací kolíky můžete použít například tyto prodloužené (stačí jeden kus a nalámat) nebo ty prodloužené oboustranné pro Arduino shieldy, ale není třeba je shánět.
Posledním krokem je výběr regulátoru napětí. Nevýhodou řešení Arduina je, že obsahuje LDO regulátor a to na celkem malé ploše plošného spoje. Shield jsem tedy navrhl tak, že můžete osadit regulátor 78M05 nebo 7805. Při osazení těchto regulátorů doporučuji nechat propojené oboje propojky JP1 a JP2, tím dojde k rozdělení zátěže (tedy produkce tepla mezi interní a přidaným regulátorem). Nejlepší volbou je však použití DC/DC měniče, které se prodávají jako přímé náhrady regulátoru 7805. Bohužel cena v českých obchodech je dost vysoká, ale naštěstí se dají pořídit na E-bay za rozumnou cenu. V tomto případě se nechá zapojena pouze propojka JP2. Pokud se rozhodnete pro první test neosazovat přídavný regulátor, stačí nechat zapojenou pouze propojku JP1 (pozor regulátor na Arduinu se celkem rychle ohřeje). Ve všech těchto případech, je napájecí napětí odebráno z XpressNet sběrnice. Případně je možné při nezapojení ani jedné propojky (JP1, JP2) napájet obvod pomocí externího zdroje (cca 7,5 až 9V) připojeného do Jack konektoru na Arduino desce.

Osazen DC/DC regulátorem

Osazen DC/DC regulátorem

Osazen obvodem 78M05

Osazen obvodem 78M05

Strana 1 z 3123

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________