Författare Ämne: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll  (läst 2694 gånger)

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« skrivet: fre 01 nov 2019, 16:02:33 »
Eller vad man ska kalla det  :)

Jag har ju hållit på i snart ett år och planerat, funderat, testat och testat igen med trådlös styrning av modelljärnväg.
Har faktiskt kommit en bit på vägen, till och med så pass långt att jag nu är övertygad att detta är den rätta vägen att gå.
Tänkte då berätta lite hur jag gör och vilka grejor jag använder. Jag är amatör och kanske använder icke korrekta termer ibland,
men det får ni stå ut med.

Detta är alltså ingen allmän instruktion hur saker och ting skall göras och heller ingen gördetsjälv-kurs.

Bakgrunden är att min bror bygger en ny anläggning i skala 0 med Lenz räls och växelmotorer, och jag har fått i uppgift
att fixa det elektriska. Vissa förhållningsorder finns men i övrigt fritt. Det ska inte vara någon automatiserad körning utan man kör manuellt.
Vi sitter inte heller vid något ställverk utan går runt med trådlösa fjärrkontroller.
Vi bor inte i samma stad så jag bygger elgrejorna hemma hos mig, sedan åker jag och hälsar på honom en gång i veckan för test och montering.

Byggde lite snabbt en trådlös fjärrkontroll för ett år sedan baserad på vanlig radiostyrning, och den fungerar riktigt bra fortfarande.



Men om fler grejor skall kommunicera med varandra så behövs något smartare system och då har jag fastnat
för Wifi och Mqtt. Kan säga direkt att det här är inget för novisen men om ni har pysslat en del med t.ex. Arduino
så är detta definitivt något som ni bör titta lite närmare på. Kan jag så kan vem som helst  :D

Först och främst behöver man ha ett fungerande trådlöst nätverk där anläggningen finns. Är det dålig täckning, eller ingen alls,
eller att man inta vill blanda ihop det med familjens övriga surfande så kan man ha en separat router bara för detta.
Kostar inte många hundra och internet behövs inte (även om man kan styra på distans men det struntar vi i nu).
Vi använder befintligt nätverk med en range extender.

Nästa steg är att fixa själva navet hos Mqtt, brokern eller servern som vissa kallar det. All trafik går genom denna.
Vi har valt att använda ett program som heter Mosquitto som broker, det är nog det vanligaste och helt gratis.
Man kan installera det på en PC men det är inte att rekommendera annat än för testning (jag har provat).
I stället inköptes en Raspberry Pi 3+ (egentligen 2st, jag behöver ha en hos mig också) där man installerar
ett enkelt operativsystem (Raspbian) och Mosquitto. Hur man gör det finns enkelt beskrivet på nätet.
Detta är också dom dyraste enskilda delarna i systemet, resten är billigt eller ännu billigare  :up:

En sak att tänka på, Rasperry'n behöver ha en fast/statisk IP-adress i nätverket.
För att ordna det så får man logga in i sin router och tilldela en statisk adress.
Hur man gör det framgår av instruktionen till routern.
Kan vara käckt att notera adressen  för den kommer att behövas.



Eftersom jag har några 3D-skrivare printade jag ut en enkel låda från Thingiverse, finns massor att välja på.



När det är gjort så behövs bara ström (USB-sladden) sedan sköter den sig själv.



Fortsättning följer.....

Utloggad Mekanoid

  • Stammis
  • ****
  • Antal inlägg: 964
    • Modelljärnvägsmoduler
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #1 skrivet: fre 01 nov 2019, 17:15:45 »
Jag har kombinerat trådlösa nätverket och MQTT-servern i en och samma Raspberry Pi Zero W. Fungerar utmärkt och kan t.o.m drivas av en powerbank. Här beskrivs hur jag gjort:

https://mekanoid.github.io/MMRC-documentation/MMRC%20Wifi.html

(Mitt behov är att kunna ha eget nät och MQTT-server för egna modulerna på en modulträff, därav litet och portabelt.)

- - -
Ser med spänning fram mot fortsättningen av denna beskrivning! :up:
---
Mvh Peter

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #2 skrivet: fre 01 nov 2019, 21:35:34 »
Bra tillägg att det kan göras på andra sätt, det hade jag inte satt mig in i.
Vet väldigt lite om hallonpajen, tyvärr.

Edit:
Det är förbaske mig ingen dum idé alls. Har ju en paj hemma hos mig som man skulle kunna prova på.
Jag är ju inte speciellt duktig på dom där Linux-grejorna, men det verkar ju vara en bra guide.
Får fundera  :emm:
« Senast ändrad: lör 02 nov 2019, 11:11:23 av rcmodeler »

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #3 skrivet: fre 08 nov 2019, 22:36:43 »
Under tiden jag funderar på Mekanoid's smarta lösning så går vi vidare.

Tanken är att använda DCC++ till att skicka ut signaler på rälsen. Det är ett billigt och smart Open source-projekt
som bygger på Arduino. Bifogar ett par länkar om man känner för att kolla närmare på det:
https://www.trainboard.com/highball/index.php?threads/introducing-dcc-a-complete-open-source-dcc-station-and-interface.84800/
https://www.youtube.com/channel/UCJmvQx-fe0OMAIH-_g-_rZw/videos?disable_polymer=1

Vi använder en Arduino Uno som Base Station Master


Ovanpå den sitter en Arduino Motorkontroller


Och ovanpå den sitter ett prototypkort med en step down regulator, som ger 5V till elektroniken, och en
Wemos D1 Mini som sköter kommunikationen med Wifi och Mqtt


Wemos'en tar emot alla Mqtt topic/messages som involverar DCC (dvs Track Power, Cab (Throttle och F-funktioner) och växlar)
översätter och skickar seriella kommandon (TX) till Arduino Uno/Base Staion Master (RX), som genererar DCC-signaler och
skickar ut dom till rälsen via motorkontrollen.


Ursäkta för svengelskan, kan vara svårt att hitta svenska ord ibland.

Fortsättning följer.....

Utloggad AlexEhn

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 432
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #4 skrivet: tis 12 nov 2019, 23:36:00 »
Mycket intressant!

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #5 skrivet: fre 15 nov 2019, 10:54:07 »
Det var ett förbaskat bra tips som Mekanoid kom med (tack för det). Jag tog och beställde en sådan där Raspberry Pi Zero W för att prova hur det funkar.
Och det gör det, alldeles utmärkt. Dessutom till ett väldigt lågt pris.

Men har man, som jag, inte pillat med Raspberry och Linux innan så är det förbanne mig inte lätt. Hade jag haft en hammare i närheten
så hade Pajen gjort skäl för namnet  :dead:

Nåväl, har faktiskt gjort installationen på dom andra två Raspberry Pi 3+ som vi hade innan och det gick ju lite bättre/snabbare.
Så nu har vi ett dedikerat nätverk enbart för modelljärnvägen.

Fortsättning följer......

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #6 skrivet: fre 06 dec 2019, 14:36:11 »
Nu när vi har en DCC++ Base Staion Master med en Wemos D1 Mini ovanpå som sköter kommunikationen med Wifi och Mqtt,
så behöver vi något som kan skicka Mqtt-meddelanden. Jag byggde en trådlös sändare för ungefär ett år sedan som, i princip, var en
sändare till bilar och sånt. Men den fungerade ju bra till tåg också, har ju varit den vi använt.


För att kunna använda den, tills dess att jag får tid att bygga en ny "Wifi-Mqtt ready remote Control", så har jag gjort en liten "translator"
som översätter Rc-signalen till Mqtt meddelanden. Ser ut som nedanstående bild:


Arduino Nano'n var den som förut var kopplad till Base Station och skickar därför ut DCC-kommandon.
Jag har inte rört den koden utan tar emot dom i ESP32 och omvandlar till Mqtt-meddelanden.

Lite omständigt men det är för att spara byggtid och få tågen att gå.

Funkar det? Självklart!  :)

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #7 skrivet: lör 14 dec 2019, 01:22:47 »
Svårt att få tag på svenska signaler i skala 0 så jag bygger dom själv.
Ritar i Fusion 360 och 3d-printar med resinprintern Anycubic Photon.
Första försöken blev inte så illa:










Dom styrs då trådlöst med Mqtt av den här lilla kontrollen:



Behöver bara 5 V och alla Led är individuellt styrda, PWM eller blinkande eller vad man vill ha
(gäller pin D1-D8 på Wemos D1 Mini, pin D0 har vissa begränsningar).
Kan ställa in parametrar så att blinkning liknar glödlampa, tid för släckt-tändning-tänd-släckning
kan justeras individuellt.

Utloggad Mekanoid

  • Stammis
  • ****
  • Antal inlägg: 964
    • Modelljärnvägsmoduler
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #8 skrivet: lör 14 dec 2019, 16:28:04 »
Kul att se det går framåt!
Jag följer tråden noga även om jag sällan kommenterar - och lånar förstås alla bra idéer! ;)

Även jag har lyckats styra en signal så den blinkar likt en glödlampa, men det är ännu bara på experimentstadiet så den är inte parameterstyrd. Men det är ju en bra idé!

Jag har dessutom provat designa ett kretskort som anpassning mellan en signal och kretskortsdatorn:


Ett tips till alla som håller på med hemelektronik är att titta på Fritzing. Det är ett ganska enkelt program för att skapa egna kretskort. De kan sen enkelt laddas upp till en tillverkare.
Här är ett exempel på ett kort jag beställt hos tillverkaren: https://aisler.net/p/XVYMUWEX
---
Mvh Peter

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #9 skrivet: lör 14 dec 2019, 22:20:30 »
Tack, Peter.
Jovisst går det framåt. Har faktiskt kommit längre än så och även om det är prototyper/förserier
så är det monterat och fungerar som tänkt.
Har ritat en del kort både med Fritzing och Kicad, men det blir ju några olika kort.
Hade varit smutt att klura ut ett standardkort med en Wemos D1 Mini, som man kan bestycka olika
beroende på applikation. Har skissat på det men inte nått ända fram.

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #10 skrivet: lör 21 dec 2019, 00:15:30 »
Kan ju ta och visa ett kopplingsschema som jag ritat i Fritzing.
Det är till dom två signaler jag visat ett par inlägg upp, fyra led på varje signal.




Och här är det monterat på undersidan, alldeles intill signalerna, vars kablar kommer ner genom skivan.
Signal A = S10, Signal B = S11.




Korten behöver bara 5V och det kan vidarekopplas i plintarna.
Ska snygga till kabeldragningen när det kommit lite fler grejor på plats.
« Senast ändrad: lör 21 dec 2019, 00:17:46 av rcmodeler »

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #11 skrivet: fre 10 jan 2020, 22:24:35 »
Eftersom min bror använder Lenz räls och växlar så har han även köpt Lenz växelmotorer.
Är väl runt 40-50st. Dom är elektriskt kopplade till rälsen och styrs med DCC-kommandon,
och kan därför kontrolleras av Base station/Mqtt i inlägg nr 4 i tråden.

Nu är det så att Lenz växelmotor passar inte (i alla fall inte bra) på en dubbel korsningväxel,
så då fick jag uppdraget att fixa något annat. Servo är ju en naturlig lösning och det
finns hur många exempel på detta som helst. Vanligast är att det monteras under växeln.

Jag valde en annan lösning, som kan vara bättre om anläggningen har flera plan.
Beställde en bunt linjära microservon och ritade/skrev ut en hållare till dessa.
Ser ut så här:


och provmonterat på en växel:


Det verkar funka bra så jag ritade en lite bättre modell:











Är rätt nöjd med resultatet. Men nu var ju det en dubbel korsningsväxel det gällde.
Då får man ta bort den manuella "manöverlådan" och plasttungan som är skruvad i växeltungorna.
Ser ut så här i original:


Skriver ut en ny plasttunga, jämför gammal och ny:


som monteras med motor:





Det styrs med, som så mycket annat, en Wemos D1 mini, wifi och Mqtt.
Den kan styra upp till 8 servon, eller 4 servon och 4 relän för hjärtstycket (om man använder det).
Kan ställa in slaglängd och omläggningstid för varje enskilt servo.
För tillfället styr detta kort bara 2 servon, kommer att lägga till andra grejor senare.
Kan bli signaler, belysning eller vad som helst, på samma kort.


Gjorde en kort video som visar hur det funkar:
https://youtu.be/Z2ZSSfhwAm4

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #12 skrivet: sön 26 jan 2020, 01:08:40 »
Jag har uppgraderat koden till styrenheterna dom senaste veckorna.
Under tiden har vi passat på att provköra lite, måste ju ha lite roligt också  :)
Gjorde en kort video, ifall någon är intresserad:
https://youtu.be/OifFqWf_RO8

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #13 skrivet: fre 07 feb 2020, 15:20:22 »
När jag gör kretskort och skriver kod så är ju det käckt om man kan testa det också.
Jag har ju ingen anläggning hos mig, bara en 1 meters rälsbit och en växel.
Så jag skrev ett litet pc-program i Visual Studio där jag kan kommunicera med alla enheter.
Mina kunskaper inom programmering är inte på topp så jag lyckades inte få programmet
att kommunicera med mqtt brokern direkt. Fick gå en liten omväg.

Skrev ett kort program tiil en Wemos D1 Mini som översätter seriell data via kabel
från pc-programmet till trådlösa mqtt-meddelanden. Är ju inte det mest effektiva
men detta är ju bara för felsökning, test och utveckling.






Pc-programmet ser ut så här:


och när det är anslutet till mqtt-brokern (raspberry pi):



Om jag vill att växel 10 skall läggas rakt skickar programmet ut "ft/turnout/10;1".
Växel nr 10 lyssnar på meddelanden som lyder "ft/turnout/10" och lägger växeln i läge 1, rakt.
Sedan skickar växeln ett svar "ft/re/turnout/10;1" som exempelvis ett spårplanställverk kan
lyssna på och tända lysdioder för rätt växelläge.



Samma sak för signaler, belysning i hus och på vägar, eller vad som helst.
I det här läget har jag ingen "signal 10" ansluten och får då heller inget svar.



Testar också lite grand med multipelkörning, som ni kanske kan gissa på bilderna.
Tycks fungera fint. Har uppgraderat pc-programmet lite men inte gjort några nya screenshots,
så det ser lite annorlunda ut.

Hoppas kunna göra en video nästa vecka, om allt funkar.

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #14 skrivet: fre 21 feb 2020, 18:42:24 »
Håller på att producera lite olika styrkort:


Det senaste är en riktningskänslig ir-detector:


En liten video om funktionen:


Kan användas till många olika uppgifter, växlar, signaler, vägkorsningar, etc.
Skitbilligt, som vanligt  :D

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #15 skrivet: fre 13 mar 2020, 17:25:14 »
Och för att fortsätta med ir-detectorer så har vi nu monterat ett par stycken på anläggningen.
Deras första uppgift blir att aktivera en ljud & ljussignal på en järnvägsövergång.
För att testa funktionen och se hur det kan bli gjorde jag en liten testuppsättning som ser ut så här:


Den består av min favorit Wemos D1 Mini, en Mp3-spelare med SD-kort och högtalare, en vit LED och två röda LED.
Ljudfilen på SD-kortet är nedladdat, amerikanskt(?). Ska spela in ett svenskt om några veckor.
Har trimmat ljudfilen i början och slutet, sedan körs den i en loop.

Här är en kort video på testet:



Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #16 skrivet: tor 09 apr 2020, 14:25:26 »
Har nu hunnit testa lite med multipelkörning och det tycks fungera som jag hade tänkt.
Kör med laptop och mitt testprogram, och det är inte optimalt.
Gillar inte att köra med dator, vill ha en handkontroll.
Men det gäller att få in funktionen i en handkontroll, och det ska vara användarvänligt också.
Det kan nog ta ett tag att hitta på något käckt.
Om någon är intresserad så finns det en liten video;

Utloggad nohab

  • Veteran
  • *****
  • Antal inlägg: 2.013
    • www.mj-magasinet.se
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #17 skrivet: tor 09 apr 2020, 18:53:25 »
Snyggt !
/Nicke
MJ-Magasinet
Stå på dig! annars gör någon annan det (Blandaren)

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #18 skrivet: fre 17 apr 2020, 16:24:58 »
Gjorde en liten multipel-video till när vi ändå hade grejorna uppe:

Utloggad LLJ

  • Veteran
  • *****
  • Antal inlägg: 4.696
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #19 skrivet: fre 17 apr 2020, 22:56:13 »
Imponerande!

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #20 skrivet: fre 17 apr 2020, 23:20:42 »
Är egentligen inte så himla märkvärdigt.
Men det hade varit ännu enklare om man hade sluppit DCC och kört med Wifi direkt till loken.
Kommer att bygga om ett till vintern, hoppas jag  ;)

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #21 skrivet: tor 30 apr 2020, 14:09:37 »
Har byggt om den trådlösa körkontrollen och ersatt Arduino Nano med en ESP32


ESP32 har betydligt mer minne, är mycket snabbare och har inbyggd Wifi och Bluetooth, denna modellen har också SD-kortläsare


Det enda som behövs i lådan är en spänningsomvandlare som matar ESP32 och displayen från DeWalt-batteriet


USB-kontakt för programuppdatering och SD-kort (för framtida funktioner) är åtkomliga från utsidan


Och när jag ändå höll på så gjorde jag tre stycken  :D


Dom är helt identiska förutom deras namn, "device_id", sender 1, 2 och 3.


Varje enhet kan användas separat eller alla samtidigt, det finns ingen master eller slave.
När startbilden kommer upp är den ansluten till mqtt-brokern


Annars fungerar dom likadant som den gamla, än så länge. Fler och bättre funktioner tillkommer senare


Testat och fungerar som det ska


Men nu knackar sommaren på dörren och med det en massa utejobb  :(

Utloggad Mekanoid

  • Stammis
  • ****
  • Antal inlägg: 964
    • Modelljärnvägsmoduler
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #22 skrivet: lör 02 maj 2020, 17:30:22 »
Snyggt! Kul att se att det går framåt!

Hur stora är lådorna?
Vilken kapacitet har batteriet?
Och hur länge räcker ett fulladdat batteri?
---
Mvh Peter

Utloggad rcmodeler

  • Användare
  • ***
  • Antal inlägg: 123
SV: Mina stapplande steg mot trådlös kontroll
« Svar #23 skrivet: lör 02 maj 2020, 18:12:34 »
Lådorna är L:140, B:60, H:35. Allt i mm.
Dom här gamla DeWalt-batterierna är på 10,8V och 1,3Ah.
Nyare är nog på 2,0Ah, tror jag.
Hur länge dom räcker vet jag inte, ett antal timmar, i alla fall.
Det går ju fort att byta, vi har fler batterier än körkontroller.

Strömförbrukningen verkar ligga på 150-200mA.