Sistem Lampu Lalu Lintas 4 Arah Menggunakan 5 Arduino dan 5 Modul Nirkabel NRF24L01: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Beberapa saat yang lalu saya membuat Instructable yang merinci sepasang lampu lalu lintas di papan tempat memotong roti.

Saya juga membuat Instruksi lain yang menunjukkan kerangka dasar untuk menggunakan modul nirkabel NRF24L01.

Ini membuatku berpikir!

Ada cukup banyak penghobi di seluruh dunia yang membangun model kota dan rel kereta api, dan hampir selalu memiliki lampu lalu lintas dengan deskripsi tertentu.

Beberapa adalah model yang berfungsi, dan yang lainnya hanya untuk tujuan estetika.

Bisakah saya membuat model kerja sistem lampu lalu lintas empat arah dan menghubungkannya secara nirkabel?

Saya duduk dan memikirkan daftar kemungkinan persyaratan saya. Yang pergi sedikit seperti ini.

Kontrol 4 arah lalu lintas, seperti persimpangan jalan.

Setiap arah memiliki dua lampu; dan setiap pasangan mendapatkan instruksi mereka secara nirkabel dari semacam unit kontrol.

Mampu mendefinisikan dan memodifikasi urutan pengoperasian lampu,

• 1, 2, 3, 4 - searah jarum jam
• 1, 3, 4, 2
• 1, 4, 2, 3
• 1, 4, 3, 2 – berlawanan arah jarum jam
• 1, 2, 4, 3
• 1, 3, 2, 4
• 1 + 3, 2 + 4 – 2 on 2 off
• 1 + 3, 2, 4
• 1, 3, 2 + 4

Semua urutan dikendalikan oleh satu unit kontrol, dan unit penerima hanya menyalakan dan mematikan lampu.

Ketika saya mengatakan membuat model, maksud saya, membuat model nyata, tidak ada yang terlalu mewah, tetapi sesuatu yang benar-benar akan terlihat seperti hal yang nyata, mungkin, mungkin ish.

Langkah 1: Ambisius? Mungkin

Persyaratan bagian utama:

Unit kontrol dan empat set lampu = lima Arduino dan lima modul nirkabel. AliExpress untuk menyelamatkan (lagi).

Delapan lampu lalu lintas berdiri. Saya memiliki tiruan yang buruk dari printer 3D, yang cenderung memasok lebih banyak makanan sampah daripada produk yang dapat digunakan, tetapi saya pikir saya akan tetap mencobanya. Saya menemukan beberapa di Thingiverse, www.thingiverse.com/thing:2157324

Model ini tampak seperti yang paling rumit untuk printer saya. Saya ingin delapan, jadi saya masih mendorong keberuntungan saya. Ternyata, saya menemukan bahwa setelah beberapa kali gagal, jika saya mengarahkan model ke arah tertentu (dari depan ke belakang), saya mendapatkan hasil yang masuk akal. Secara total saya mencetak tiga belas, dan mendapat delapan yang bisa digunakan.

Itu adalah daftar bagian utama yang diurutkan. Bagian yang tersisa, saya sudah punya.

Daftar bagian lengkapnya adalah

• 5 x Arduino UNO
• 5 x papan nirkabel NRF24L01
• 5 x papan breakout YL-105 (atau serupa) untuk NRF24L0s
• 8 x LED Merah
• 8 x LED Kuning (Saya tidak punya LED oranye)
• 8 x LED Hijau
• 4 x RGB LED
• 28 x 220 Ohm resistor
• Papan tempat memotong roti / PCB??
• 8 x Model Lampu lalu lintas
• 6 x 8 pin header panjang (yang keenam adalah untuk spasi di papan kontrol, lihat video)
• Kecilkan tabung
• Kabel jumper
• Sepotong papan keras atau sesuatu yang datar
• Potongan kayu lainnya??
• Cat ??
• Lem panas
• Waktu, Kesabaran, dan alkohol pilihan

Langkah 2: Menulis Kode untuk Unit Kontrol

Ini adalah bagian yang harus saya lakukan terlebih dahulu, untuk berjaga-jaga jika saya tidak dapat benar-benar mengelolanya, yang akan menjadi penghalang.

Sejauh ini, ini adalah bagian atau proyek yang paling rumit, tetapi juga yang paling menarik bagi saya.

Saya harus duduk dan menentukan semua kemungkinan kombinasi perubahan cahaya dan bagaimana mereka akan bekerja bersama secara serempak.

Seperti semua desain yang bagus, itu dimulai, di atas kertas, dengan daftar angka yang sangat panjang, dan karena saya ingin dapat memiliki beberapa kemungkinan urutan operasi, daftarnya menjadi lebih panjang.

Tapi, begitu saya senang bahwa saya memiliki semua yang saya pikir diperlukan dan, setelah menatap halaman angka untuk sementara waktu, OCD saya muncul dan saya mulai melihat pola.

Dengan mengatur pola, saya berhasil menyusun semua urutan menjadi satu larik 3 dimensi dan dua larik 2 dimensi.

Yang harus saya lakukan sekarang adalah menemukan cara untuk memanipulasi array tersebut untuk membuat urutan yang benar dan langkah-langkah ringan.

Butuh beberapa saat, tetapi saya berhasil mencapainya dalam waktu kurang dari lima puluh baris kode, termasuk komentar, dll.

Kode untuk ini bukan untuk yang lemah hati, tetapi jika Anda memahami array multi-dimensi, seharusnya tidak terlalu sulit untuk diikuti. Atau kurva belajar untuk sisanya.

Intinya adalah, saya percaya itu berhasil, dan toh tidak perlu diubah. Tetapi…………

Langkah 3: Mod Papan Breakout NRF24L01

Sayangnya, modul NRF24L01 dan papan breakout YL-105 tidak terlalu ramah papan tempat memotong roti.

Papan breakout berjalan sebagian untuk memperbaiki masalah dan yang lebih penting, membuatnya toleran 5v, tetapi, masih tidak ramah papan tempat memotong roti.

Jadi saya punya sedikit inventif.

Dalam koleksi 'barang' saya, saya memiliki sejumlah 6 pin header dengan pin panjang. Jenis yang diperlukan untuk membuat Arduino Shields.

Saya mengambil salah satu dari ini dan menekuk pin pada 90 derajat.

Saya melepas salah satu rel daya dari papan tempat memotong roti, dan menyambungkan header ke tepi papan tempat memotong roti.

Itu meninggalkan pin daya di papan breakout. Mereka sekarang berada di jalan.

Jadi saya melepasnya dan meletakkannya di sisi lain papan breakout sehingga sekarang menonjol dari bagian belakang papan.

Untuk tujuan Instruksi ini, saya memerlukan lima modul NRF24L01, jadi saya memasangnya di sepanjang papan tempat memotong roti dan kemudian memperbaiki rel daya di sepanjang semua pin daya pada papan breakout.

Itu terlihat cukup rapi sampai saya menghubungkan Arduino dan agak ramai.

Plus, yang merupakan bagian penting, setelah power rail terhubung, semua Arduino akan terhubung ke sumber yang sama dan itulah yang saya coba hindari, jadi saya membongkar sebagian besar lagi.

Saya akan menyimpan papan dengan beberapa modul NRF24L01 di atasnya untuk pembuatan prototipe di masa mendatang, jadi tidak membuang-buang waktu.

Langkah 4: Unit Lampu Lalu Lintas

Saya menemukan beberapa papan tempat memotong roti kecil 170 titik ikat. Ini tidak memiliki power rail sehingga papan breakout saya yang dimodifikasi akan tetap muat. Meskipun sedikit miring karena ketinggian papan breakout.

Saya membangun empat kontrol lampu lalu lintas yang sama, kabel warna yang sama, penentuan posisi, dll. Mereka sekarang benar-benar mandiri.

Untuk unit kontrol, saya meletakkan modul NRF24L01 pada PCB dengan LED RGB. Saya menggunakan RGB karena, meskipun saya tidak perlu melihat semua lampu, hanya merah dan hijau, mereka memakan lebih sedikit ruang.

Menghubungkan LED ke Arduino dengan cara biasa dan menambahkan sedikit kode untuk menampilkan status merah atau hijau dari setiap rangkaian lampu lalu lintas.

Saya mencoba untuk konsisten dengan warna kabel saya sehingga saya dapat dengan mudah melihat apakah saya telah melakukan sesuatu yang berbeda pada salah satu papan.

Saya memiliki beberapa set lead Dupont yang pendek, dan karena lead saling menempel, itu membuat bagian ini cukup mudah.

NRF24L01:

• CE Orange Ke Arduino pin 10 (didefinisikan dalam kode)
• CSN Kuning Untuk Arduino pin 9 (didefinisikan dalam kode)
• SCK Hijau Untuk Arduino pin 13 (wajib)
• MOSI Biru Ke Arduino pin 11 (wajib)
• MISO Ungu Ke Arduino pin 12 (wajib)
• Vcc Merah Untuk 5v. Jika Anda tidak menggunakan papan breakout, ini harus 3.3v.
• GND Coklat Ke Arduino GND

Unit lampu dan pin Arduino ke LED:

• Merah untuk LED merah
• Oranye untuk LED Kuning (Saya tidak punya LED oranye)
• Hijau untuk LED hijau
• Hitam untuk GND

Satu-satunya penyimpangan saya dari ini adalah ketika saya menghubungkan Control Arduino ke LED RGB. Saya menggunakan kabel putih dan abu-abu karena saya kehabisan kabel merah.

Langkah 5: Lampu Lalu Lintas dan Pengujian

Itu kode selesai dan setiap kontrol mandiri juga selesai. Yang saya butuhkan sekarang adalah lampu lalu lintas itu sendiri.

Seperti yang saya katakan sebelumnya, saya menemukan model yang tidak rumit di Thingiverse dan berhasil mencetak delapan yang tidak terlalu buruk.

Saya memasang LED dengan resistor 200 Ohm yang dibutuhkan dan kabel penghubung dan arde.

Kecilkan ujungnya, dan rekatkan semuanya dengan panas.

Saya memutuskan untuk mengecatnya hitam setelah semua LED dipasang. Ide buruk, seharusnya aku melakukannya dulu.

Saya menghubungkan semuanya untuk tes sebelum melanjutkan lebih jauh.

Langkah 6: Persimpangan Jalan

Saya memutuskan untuk memasang semuanya di papan, jadi sekarang saya harus membuat semacam persimpangan jalan.

Saya tinggal di Inggris jadi kami berkendara di sisi jalan yang salah di sini, dan karena itu saya membuat persimpangan jalan saya seramah Inggris seperti yang dimungkinkan oleh keterampilan artistik saya yang buruk.

Ini cukup mudah, hanya memakan waktu; dan saya yakin tidak ada persimpangan jalan yang benar-benar terlihat seperti itu, tetapi jalan saya tidak berlubang.

Saya tidak ingin secara permanen mengorbankan Arduino saya untuk proyek ini, jadi saya berkompromi dengan mengisi masing-masing dengan 10mm standoffs dan panas terpaku standoffs ke dasar papan.

Apa yang saya lakukan adalah lem panas papan tempat memotong roti mini ke sisi Arduino.

Pertama, ia menahan NRF24L01 dan papan breakout dari dasar persimpangan jalan, dan kedua, saya jarang menggunakan Arduino tanpa semacam papan tempat memotong roti, jadi mereka akan tetap berguna seperti itu.

Langkah 7: Semua Selesai

Semua file kode telah disertakan.

Saya tidak membaca kode di sini karena Instruksi ini cukup lama tanpanya.

Saya harap ini menjadi Instruksi yang berguna, meskipun hanya menunjukkan cara mengontrol sejumlah papan Arduino lain secara nirkabel dengan NRF24L01 dengan harga yang sangat terjangkau.

Jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk memberikan komentar dan saya akan melakukan yang terbaik untuk membantu.