Diorama Realism: Automated Rail Crossing

ระบบทางรถไฟอัตโนมัติ (ที่นักสร้างอย่าง Sheekar Banerjee เคยทำไว้) จะเปลี่ยนโมเดลรถไฟที่อยู่นิ่งๆ ให้กลายเป็นโลกจำลองที่ตอบสนองได้สมจริงสุดๆ มันผสานการควบคุมเซอร์โวเข้ากับตรรกะการกะพริบไฟ LED แบบไม่บล็อกการทำงาน เพื่อเลียนแบบสัญญาณเตือนตามสถานีจริงได้อย่างเนี๊ยบ!

วงจรเบื้องต้น:

Arduino ต่อกับเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก (HC-SR04) Arduino -----> HC-SR04 Vin -----> Vcc GND -----> GND ขา 2 -----> trigPin ขา 3 -----> echoPin

Arduino ต่อกับ Servo Motor Arduino -----> Servo Motor Vin -----> สายแดง (+) GND -----> สายดำหรือน้ำตาล (-) ขา Digital pin 9 -----> สายเหลือง/ส้ม (data)

ลงลึกเรื่องเทคนิค

การกะพริบไฟแบบ Non-Blocking (ไม่บล็อก)

ส่วนที่ยากที่สุดของโปรเจคนี้คือ ไฟสัญญาณเตือน นี่แหละ

• ทางรถไฟจริงจะมีไฟสีแดงสองดวงที่กะพริบสลับกัน: ซ้าย, ขวา, ซ้าย, ขวา
• ถ้าน้องเขียนโค้ดด้วย delay(500); ตัว Arduino จะหยุดทำงานทั้งหมด มันจะฟังค่าจากเซ็นเซอร์ไม่ได้ว่ารถไฟผ่านไปหรือยัง!
• น้องต้องใช้โครงสร้างตรรกะของ millis() เทคนิค "Blink Without Delay" นั่นแหละ
• if (currentMillis - previousMillis >= 500) { toggleLights(); }
• วิธีนี้ทำให้ Arduino กะพริบไฟ LED สัญญาณอันใหญ่โตได้เนียนๆ พร้อมกับคำนวณความเร็วรถไฟที่กำลังเข้ามาได้อีกด้วย

การควบคุมบาร์เกต (Boom Gates)

1. ตอนรถไฟมา: เราเอาเซ็นเซอร์ TCRT5000 IR Sensor ฝังไว้ใต้รางรถไฟ ห่างจากทางข้ามประมาณ 3 ฟุต
2. Arduino ตรวจจับรถไฟได้ มันจะเริ่มลำดับการกะพริบไฟ LED แบบไม่บล็อกทันที
3. มันจะสั่งให้ SG90 Micro Servos (ซ่อนไว้ใต้ถนน) 2 ตัว ค่อยๆ หมุน 90 องศา เพื่อปล่อยบาร์เกตลงมา
4. ตอนรถไฟออก: เราเอาเซ็นเซอร์ตัวที่สองฝังไว้ห่างจากทางข้าม 3 ฟุต ด้านหลัง พอรถไฟส่วนท้ายผ่านเซ็นเซอร์ตัวที่สอง Arduino จะยกบาร์เกตขึ้นและปิดไฟสัญญาณเตือน!

รายการอุปกรณ์สำหรับจัดฉาก

• Arduino Uno/Nano: ศูนย์บัญชาการใหญ่
• IR Obstacle Sensors (x2) หรือ Light Dependent Resistors.
• Micro Servos (SG90 x2).
• LED สีแดงและตัวต้านทาน 220 โอห์ม (x4) สำหรับติดตั้งในเสาไฟสัญญาณที่ปริ้นจาก 3D
• MP3 Sound Module (ตัวเลือกเสริม: เอาไว้เปิดเสียงกระดิ่ง "ติ๊ง ติ๊ง ติ๊ง" ดังๆ จาก micro-SD card!)

โค้ด:

//the code is entirely created by: SHEEKAR BANERJEE (at December 2017)
//Dept. of CSE, IUBAT
//AI-ML-IOT Solution Engineer and Researcher
#include<Servo.h>  //This calls the Header of the repository containing the library files of Servo Motor Driver Modules
#define trigPin 2  //This initializes the Trig pin of HC-05 Ultrasonic Sensor to the pin no. 2 of Arduino Microcontroller
#define echoPin 3 //This initializes the Echo pin of HC-05 Ultrasonic Sensor to the pin no. 3 of Arduino Microcontroller
Servo sm;     //Servo is a Class which is providing an independent data type // sm is a variable which is representing the servo motor
int sound=250;
void setup() {
 Serial.begin(9600); //Streaming 9600 bits of sensor data per second
 pinMode(trigPin,OUTPUT); //Here, Trig pin triggers the electrical impulses into the sensor as an output
 pinMode(echoPin,INPUT);  //Here, Echo pin inputs the reflective signals into the sensor
 sm.attach(9);   //Servo motor data pin is attached to Arduino Digital Pin 3
}
void loop() {
 long duration, distance;
 digitalWrite(trigPin, LOW);
 delayMicroseconds(2);
 digitalWrite(trigPin, HIGH);
 delayMicroseconds(10);
 digitalWrite(trigPin, LOW);
 duration=pulseIn(echoPin, HIGH);
 distance=(duration/2)/29.1;       //Calculation of distance
 if(distance<10)
 {
   sm.write(80);
 }
 else {
   sm.write(0);
}
}

ผลลัพธ์: