Railway Telemetry: Arduino IoT Train

เป็นทศวรรษที่รถไฟจำลองถูกขับเคลื่อนด้วยหม้อแปลงไฟฟ้าแบบอะนาล็อกขนาดใหญ่ที่จ่ายไฟ 0 ถึง 18 โวลต์โดยตรงเข้าสู่รางเหล็ก Arduino IoT Train ได้รื้อถอนเทคโนโลยีในยุค 1960 ออกไป และนำระบบเครือข่ายที่ทันสมัยเข้ามาใช้ ทำให้ผู้ควบคุมสามารถควบคุมความเร็ว ทิศทางของรถไฟ และการสับเปลี่ยนรางได้อย่างอิสระจาก HTML web server ที่โฮสต์แบบโลคัลผ่าน Wi-Fi!

การควบคุมรางโดยตรงด้วย PWM (L298N)

Arduino ไม่สามารถจ่ายไฟให้กับหัวรถจักรโลหะขนาดใหญ่ได้ มันต้องการแรงดันไฟฟ้าอุตสาหกรรมที่จริงจัง

1. หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ 18V AC ถูกแทนที่ด้วย 12V หรือ 18V DC Power Supply ขนาดใหญ่
2. พลังงานนี้จะถูกส่งโดยตรงเข้าสู่ L298N Motor Driver Module
3. แทนที่จะส่งออกไปยังล้อหุ่นยนต์ขนาดเล็ก ขั้ว OUT1 และ OUT2 ของ Driver จะถูกต่อสายเข้ากับรางรถไฟเหล็กด้านซ้ายและขวาโดยตรง!
4. ESP8266 (NodeMCU) ทำหน้าที่เป็นสมอง มันสั่งการ L298N โดยใช้การควบคุม analogWrite(enablePin, speed) PWM ทางคณิตศาสตร์อย่างบริสุทธิ์ มันจะส่งพัลส์ไฟฟ้า 12V เข้าสู่รางอย่างรุนแรง ทำให้ได้การเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำที่นุ่มนวลอย่างยิ่ง ซึ่งหม้อแปลงไฟฟ้าแบบอะนาล็อกไม่มีทางเลียนแบบได้!

ส่วนต่อประสาน Web Server

ESP8266 เชื่อมต่อกับ Wi-Fi router ที่บ้านของคุณ

• มันสร้าง HTML Web Server แบบพื้นฐานขึ้นมา (เช่น http://192.168.1.100)
• คุณเปิด IP address นี้บน iPad โค้ด C++ จะ "วาด" แดชบอร์ดกราฟิกที่สวยงามบน Safari browser ของคุณ ซึ่งประกอบด้วย SLIDER ขนาดใหญ่และปุ่ม FORWARD / REVERSE
• การลาก SLIDER บน iPad จะส่ง asynchronous JavaScript HTTP GET request ไปยัง ESP8266 ทันที
• NodeMCU จะดักจับ request แมปเปอร์เซ็นต์เป็นค่า PWM (0-255) และรถไฟไฟฟ้าขนาดใหญ่จะพุ่งไปข้างหน้าบนโต๊ะทันที!
• (ขั้นสูง: เพิ่ม HC-SR04 sonar sensors เข้าไปที่บล็อกราง หากรถไฟเข้าใกล้ส่วนรางที่มีรถไฟอยู่ Arduino จะดำเนินการหยุดฉุกเฉินโดยอัตโนมัติ เพื่อป้องกันการชน!)

ฮาร์ดแวร์สำหรับแฮกรางรถไฟ

• ESP8266 NodeMCU หรือ ESP32 (สำหรับ internal Wi-Fi stack และ WebServer)
• L298N Motor Driver Module (ทำหน้าที่เป็น Track Voltage Regulator หลัก)
• รถไฟจำลอง HO-Scale หรือ O-Scale และ DC Track Layout
• A heavy-duty 12V 5Amps Power Supply (รถไฟจะดึงกระแสไฟจำนวนมากเมื่อหยุดนิ่ง)
• สมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตมาตรฐาน เพื่อทำหน้าที่เป็นห้องคนขับรถไฟแห่งอนาคต!