MQTTди колдонуу менен Train WiFi Control Model: 9 Steps

2025 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2025-01-23 14:51

Эски TT масштабдуу поезд моделдер системасына ээ болгондон кийин, мен локосторду жекече кантип көзөмөлдөө керектигин түшүндүм.

Муну эске алуу менен, мен дагы бир кадам алдыга жылдым жана поезддерди көзөмөлдөө үчүн гана эмес, бүт схема жөнүндө кошумча маалыматка ээ болуу жана башка нерсени көзөмөлдөө үчүн эмне керек экенин түшүндүм (лампалар, рельс өчүргүчтөрү …)

WiFi башкарылган модель поезд системасы ушундайча жаралган.

1 -кадам: Операциянын келечеги

Негизги принцип - ар бир элементти жекече көзөмөлдөө, же бир контролердон, же бир нече көзөмөл булактарынан. Бул табигый түрдө жалпы физикалык катмарга - эң ачык WiFi - жана жалпы байланыш протоколуна, MQTT муктаж.

Борбордук элемент - MQTT Broker. Ар бир туташкан түзмөк (поезд, сенсор, чыгаруу …) Брокер аркылуу гана байланышууга уруксат берилет жана Брокерден гана маалыматтарды ала алат.

Түзмөктөрдүн жүрөгү ESP8266 негизделген WiFi контроллери, ал эми MQTT брокери Raspberry piде иштейт.

Башында Wifi камтуусу WiFi роутери менен камсыздалат жана бардыгы зымсыз аркылуу туташтырылган.

Аппараттын 4 түрү бар:

- Поезд контроллери: 2 санарип кириши, 1 санарип чыгышы, 2 PWM чыгышы бар (2 жеке DC моторун көзөмөлдөө үчүн), - Сенсор контролери: 7 санариптик кириши бар (киргизүү өчүргүчтөрү, оптосенсорлор үчүн …), - Чыгуу контроллери: 8 санариптик чыгышы бар (темир жол которгучтары үчүн …), - WiFi пульту: 1 кадамдык коддоочу киргизүү, 1 санариптик киргизүү (поезддерди алыстан башкаруу үчүн).

Система ошондой эле Node-Redден иштей алат (планшеттен, компьютерден же смартфондон …).

2 -кадам: MQTT маалымат алмашуу жана конфигурация

MQTT протоколунун негизинде, адегенде ар бир аппарат берилген темага жазылып, башка темага жарыялай алат. Бул поездди башкаруу тармагынын байланышынын негизи.

Бул баарлашуу жомоктору JSON форматталган билдирүүлөр аркылуу, кыска жана адам окуй тургандай болот.

Алысыраак көз караш менен карасак: Тармактын өзүнүн SSID (тармак аты) жана сырсөзү бар WiFi роутери бар. WiFi тармагына кирүү үчүн ар бир түзмөк бул 2ди билиши керек. MQTT брокери бул тармактын бир бөлүгү, ошондуктан MQTT протоколун колдонуу үчүн ар бир түзмөк брокердин IP дарегин билиши керек. Акырында, ар бир түзмөктүн жазылуу жана билдирүүлөрдү жарыялоо үчүн өзүнүн темасы бар.

Иш жүзүндө, берилген пульт ошол теманы ошол поездге жазылган билдирүүлөрдү жарыялоо үчүн колдонот.

3 -кадам: Train Controller

Оюнчук поездди башкаруу үчүн негизинен бизге 3 нерсе керек: электр менен камсыздоо, WiFi кошулган контроллер жана мотор айдоочусу электроникасы.

Электр энергиясы менен камсыздоо иш жүзүндөгү колдонуу планына жараша болот: LEGO болгон учурда, бул Power Functions батарея кутусу, эгер "oldschool" TT же H0 масштабдуу поезд топтому болсо, бул тректин 12В электр энергиясы.

WiFi иштетилген контроллери - бул Wemos D1 mini (ESP8266 негизделген) контроллери.

Мотор айдоочунун электроникасы TB6612 негизделген модуль.

Поезд контролерунун 2 жеке башкарылуучу PWM чыгышы бар. Чукул бири моторду башкаруу үчүн, экинчиси жарык сигнализациясы үчүн колдонулат. Камыш менен байланышка негизделген сезүү үчүн 2 инпус жана бир санарип чыгаруу бар.

Контролер JSON билдирүүлөрдү WiFi жана MQTT протоколу аркылуу кабыл алат.

SPD1 моторду башкарат, мисалы: {"SPD1": -204} билдирүүсү моторду 80% кубаттуулукта артка жылдыруу үчүн колдонулат (максималдуу ылдамдык мааниси -255).

SPD2 "багытка сезгич" LED жарыктын интенсивдүүлүгүн көзөмөлдөйт: {"SPD2": -255} билдирүүсү (артка) LEDди толук кубаттуулугу менен жаркыратат.

OUT1 санарип чыгуунун абалын көзөмөлдөйт: {"OUT1": 1} чыгарууну күйгүзөт.

Эгерде киргизүүнүн абалы өзгөрсө, контролер ага ылайык билдирүү жөнөтөт: {"IN1": 1}

Эгерде контролер жарактуу билдирүү алса, ал аны аткарат жана брокерге пикир берет. Пикир - бул иш жүзүндө аткарылган буйрук. Мисалы: эгер брокер {"SPD1": 280} жөнөтсө, анда мотор толук кубаттуулукта иштеп жатат, бирок пикир билдирүүсү мындай болот: {"SPD1": 255}

4 -кадам: LEGO Train Control

LEGO поездинде, схемалар бир аз башкача.

Күч түздөн -түз батарея кутусунан келет.

ESP8266 негизделген Lolin тактасы үчүн 3.5В менен камсыз кылуу үчүн мини -кадам конвертерине муктаждык бар.

Байланыштар LEGO 8886 узартуу зымы менен жүргүзүлөт, экиге бөлүнөт.

5 -кадам: Алыстан башкаруучу

Контроллер поездге билдирүүлөрдү гана жарыялайт (BCD которгучу тарабынан аныкталат).

Коддогучту айландыруу менен, пульт {"SPD1": "+"} же {"SPD1": "-"} билдирүүлөрдү жөнөтөт.

Поезд бул "кошумча түрдөгү" билдирүүнү алганда, PWM өндүрүшүнүн маанисин 51 же -51ге өзгөртөт.

Ошентип пульт поезддин ылдамдыгын 5 кадам менен өзгөртө алат (ар бир багытта).

Кошумча коддогучту басуу менен {"SPD1" жөнөтүлөт: 0}.

6 -кадам: Sensor Controller

Сенсор деп аталган контролер анын кирүү абалын өлчөйт жана эгерде алардын бирөө өзгөрсө, ошол маанини жарыялайт.

Мисалы: {"IN1": 0, "IN6": 1} бул мисалда 2 киргизүү бир убакта абалын өзгөрткөн.

7 -кадам: Output Controller

Чыгуу контролеру ULN2803 негизиндеги модулга туташкан 8 санариптик чыгууга ээ.

Ал жазылган тема аркылуу билдирүүлөрдү алат.

Мисалы, {"OUT4": 1, "OUT7": 1} билдирүүсү 4. жана 7. санариптик чыгууну күйгүзөт.

8 -кадам: Raspberry Pi жана WiFi роутери

Менде TP-Link WiFI роутери колдонулган, ошондуктан мен аны кирүү чекити катары колдонгом.

MQTT брокери - Mosquitto орнотулган Raspberry Pi.

Мен стандарттык Raspbian OSти MQTT менен колдоном:

sudo apt-get чиркейдин чиркей-кардарлары python-mosquitto орнотуу

TP-Link роутери Raspberry үчүн даректи ээлөө үчүн конфигурацияланган болушу керек, андыктан ар бир өчүрүүдөн кийин Pi бирдей IP дарегине ээ жана ар бир түзмөк ага туташа алат.

Жана бул!

9 -кадам: Бүттү контролерлор

Бул жерде даяр контролерлор.

TT масштабдуу локо ушунчалык кичине болгондуктан, Лолин тактайын поездге батыш үчүн кичине кылып тартыш керек болчу.

Түзүлгөн экилик файлдарды жүктөп алууга болот. Коопсуздук максатында, урнанын узартылышы txtке алмаштырылды.