Arduino mikrokontrollerit

Keskustelua radan ja rakennusten sähköistämisestä. Digitaali / analogi järjestelmistä, vaihdemoottoreista ym.
Avatar
Jaska
Asemapäällikkö
Viestit: 554
Liittynyt: 09.01.2007 10:58

Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja Jaska » 24.04.2011 10:10

Törmäsin arduino-projektiin http://www.arduino.cc/. Tämä vaikuttaisi aika mukavalta lähestymistavalta kaikenlaisiin harrastelijaprojekteihin elektroniikkaa ohjaamaan. Arduinot ovat edullisimmillaan hintaluokassa 20 €, mutta silti kykenevät pyörittämään C-kielellä kirjoitettua ohjelmanpätkää, jolla sitten voidaan lukea ja kirjoittaa vaikkapa I/O pinnejä, joita on arduinossa useita (lukumäärä vaihtelee malleittain). Kaikki tarpeellinen vaikuttaisi löytyvän valmiina. Kytkös tietokoneeseen helposti USB:n kautta on mahdollinen (voi käyttää myös RS-232, jolloin edullisempi ja pienempikokoinen arduino voi tulla kysymykseen). Löytyy valmiita lisäpalikoita esim. moottorien ohjaamiseen, infrapunaohjaimen lukemiseen, releiden roksutteluun ja vaikka mihin. Myös on valmiita kytkentäkaavioita vaikka useiden satojen ledien vilkutteluun.

Mielenkiintoni heräsi. Käsittääkseni tällaisen varaan voisi hyvin laittaa vaikkapa opastimien automatisoinnin tai monia muitakin asioita pienoisrautatiessä. PC ei tarvi olla kiinni sitten enään, kun ohjelmointi on valmis. Tällöin tuo arduino voi pyörittää asioita itsenäisesti.
Viimeksi muokannut Jaska, 24.04.2011 21:50. Yhteensä muokattu 3 kertaa.
Syy: typo

Avatar
Jaska
Asemapäällikkö
Viestit: 554
Liittynyt: 09.01.2007 10:58

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja Jaska » 04.05.2011 12:40

No nyt tuli tilattua tuollainen Arduino Uno. Tilauspaikka oli månsteri-store ( http://store.mansteri.com/index.php/fi/ ... o-smd.html ), joka myy laitetta 24€ hintaan.

Kytkin sen USB-kaapelilla tietokoneeseen, latasin netistä softat. Arduino-softassa tulee sellainen teksti-ikkuna, josta sitten ladataan c-koodi kontrolleriin. Latasin myös ledin vilkuttelua sisältävän valmiin C-kielisen kokeiluohjelman, jolla testasin, että tilaamani vekotin toimii.

Sitten hain elektroniikkakaupasta muutamalla eurolla siirtoketjurekisterteitä, joilla saa kullakin ohjattua 8 "outputtia". Hommasin koekytkentälevyn, ettei tarvi alkuun juottaa mitään. Laitoin siirtoketjurekisterikomponentteja alkajaisiksi 4 kappaletta, joilla siis ohjaa mukavasti jo jopa 32 lediä. Laitoin arduinoon nyt alkajaisiksi kokeilusoftan, joka vilkuttelee ledejä satunnaisesti päälle ja pois. Sain senkin toimimaan hyvin.

Arduino ei siis tarvi olla PC:ssä kiinni, muuta kuin c-ohjelman siirtämistä varten ja sen jälkeen se toimii itsenäisesti vaikkapa 9V-paristolla.

Koska arduinossa on hyvät input / output ominaisuudet ja se pystyy suorittamaan c-kielellä tehtyä ohjelmasilmukkaa, se varmaan soveltuu erilaiseen automaatioon pienoisrautatiessa melko hyvin. Mieleen tulee suojastusopastimet, vaihteiden kääntely, tasoristeysten valot / puomit, erilaiset valojen ohjaukset, faller-autojen kontrollit ym. ym. Kun käyttää mielikuvitusta, niin sovelluskohteita on vaikka miten paljon. Lisäksi arvostan arduino-projektin lähestymistapaa, jossa aloittelijan tarpeet on otettu hyvin huomioon. Itse en ole mikään guru elektroniikan suhteen, mutta kun valmiita malleja on saatavilla yllinkyllin, niin eiköhän jotain synny.

Nyt pitäisi vääntää vielä se c-koodi, joka sopii lilnjasuojastukseen. (Ja sillä vanhalla tyylillähän se tietenkin pitäisi toimia). Opastimetkin on tosin vielä väsäämättä. LED taitaa olla sellaisenaan aika passelin kokoinen valo useimpiin opastimiin, poislukien raideopastimet. Ledin päätä vissiin voi hioa hieman ilman, että se menee rikki.

Arduinojen kaikkein pienimmät mallit olisi helppoa mahduttaa veturiin tai vaunuun tai Faller Car Systems-autoon sisällekin. Näistä malleista puuttuu USB-liitäntä, mutta sarjaliitäntä niissä löytyy ja se hoitaa saman asian. Jossain arduino-mallissa oli Blue Tooth-yhteyskin vakiona. Vaikkapa kännykällä ohjattava akusta virtaa saava veturi olisi lopulta aika helppoa rakentaa vaikka itse.

http://www.youtube.com/watch?v=_i22xlFu2Dc

Avatar
Jaska
Asemapäällikkö
Viestit: 554
Liittynyt: 09.01.2007 10:58

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja Jaska » 04.05.2011 12:54

Tuo perässä oleva linkki näemmä toimii ainoastaan uuteen ikkunaan.

kari-g
Lämmittäjä
Viestit: 109
Liittynyt: 21.05.2007 22:38

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja kari-g » 06.05.2011 00:43

Järvenpäässä erään sähköliikkeen näyteikkunassa on Arduinon Duemilanovan ohjaama digitaalinen Märklin-rata(soikio). Rata on jaettu kahteen releen takana olevaan virtapiiriin. Radan etuosassa lähinnä katsojaa on kahden C-kiskon mittainen eristetty jakso, johon veturi pysähtyy.

Softa on hyvin yksinkertainen. Ikkunakytkin antaa Arduinolle resetin, jonka jälkeen kytketään aluksi varsinainen ratasoikio Märklinin 6021 -digitaaliajolaitteeseen. Nyt syttyvät junan kolmen matkustajavaunun valot. Viiden sekunnin jälkeen kytketään myös pysäytysjaksolle virta, jolloin juna lähtee. Ajoaika on yksi minuutti, jossa ajassa juna ehtii kiertää ratasoikion kolme kertaa.

Minuutin kuluttua katkaistaan pysäytysjaksolta virta, joten juna jatkaa kulkuaan kunnes veturi saapuu pysäytysjaksolle. Junalle annetaan ko minuutin ajoajan jälkeen vielä 20 sekuntia aikaa ajaa pysäytysjaksolle. Junan ajonopeuden olen säätätänyt sellaiseksi, että se ehtii ko 20 sekunnin kuluessa hyvin pysäytysjaksolle. Ko 20 sekunnin kuluttua katkaistaan myös ratasoikiosta virta, joten vaunujen valot sammuvat.

Ohjausreleet olen kytkenyt siten, että ikkunakytkimen painaminen ajon aikana ei anna Arduinolle resettiä.

Ohjauspurkissa on kummallakin releellä merkkiledi, josta näkyy onko rele vetäneenä. Lisäksi purnukassa on merkkiledi, joka ajon aikana vilkkuu 0,5/0,5 sek tahdilla ja uutta ajokomentoa odotettaessa (siis ajon jälkeen...) 1/1 sek tahdilla. Näin ko ledistä nähdään, että Arduino on kunnossa ja softa pyörii.

Virransyöttöön olen käyttänyt 9 V (Arduino) ja 12 V (releet, ledit, optoisolaattorit) pieniä "matkaradio"powereita.

-----

Seuraava kehitteillä oleva softa & hardis on jo huomattavasti monipuolisempi.

Radassa on tavallisen soikion lisäksi kaksi vaihdetta ja sivuutusraide, johon siis mahtuu toinen juna. Tarkoitus on ajaa kahta junaa siten että ensin ajaa juna1 kaksi kierrosta ja sitten juna 2 vastakkaiseen suuntaan kaksi kierrosta. Junien ja ajosuuntien tunnistamiseen käytän Märklinin 24194 -kontaktikiskoja, jossa on kaksi mikrokytkintä aktivoituen ylityssuunnan mukaan. Kontaktikiskoja laitetaan neljä. Lisäksi olen ajatellut käyttää soikion "pitkän osan" tunnistimena Märklinin toisen kiskon eristämistä. Näin on mahdollista tunnistaa esim. jos juna katkeaa ja jokin vaunu jää "linjalle". Lisäksi junien eteen asemalle tulee kaksi valo-opastetta. Opastimet näyttävät vihreää, kun juna saa ohittaa opastimen ja vaihtuvat junan ohituksen jälkeen takaisin punaiseksi. Hardiksessa on myös Märklinin 6021-ohjaimen ratasähkön tunnistus.

Koska näyteikkunaradan on oltava idioottivarma, on softassa huomioitu junien kulkusuunnat ja odotusajat kontaktikohdan ylitykselle. Mikäli tapahtuu virhetoiminto, katkaistaan kaikilta rataosilta sähköt ja näytetään "Häiriö".

Olen hardikseen lisännyt 1x16 merkkiä näyttävän LCD-näytön ja softaan yksinkertaisen "menu"-rakenteen. Lisäksi näytöllä näkyy ajokertojen lukumäärä. Ikkunakytkin ei siis anna tälle uudelle softalle resettiä, vaan vain käynnistyskomennon.

Junien pysäyttämistä asemalle ohjaa jarrutusmodulit (a'la Bogobit).

//kari g

Avatar
Jaska
Asemapäällikkö
Viestit: 554
Liittynyt: 09.01.2007 10:58

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja Jaska » 18.05.2011 19:41

Arduinon voi valjastaa tekemään melkein mitä vaan, jopa DCC-syötettä näemmä!

http://www.oscale.net/en/arduino

Pelkän arduinon teho ei riitä tietenkään isolle virralle, mutta tuolta löytyy näemmä ohjeet mitä lisäosia tarvitaan. Ja kun arduino unossa on valmis usb-liitin, olisi varmaan tehtävissä vaikka kokonainen tietokoneohjaus tuota kautta. (No se vaihtoehto ei minua kiinnosta. Pikemmin varsin yksinkertainen linjasuojastus olisi tarkoitus väsätä.)

Avatar
jartsa
Veturinkuljettaja
Viestit: 959
Liittynyt: 20.12.2008 18:20

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja jartsa » 19.05.2011 18:16

Conradilta löytyy rakennus-sarjoja ja valmiita opastimia alkaen n.5euroa kipale(rak.sarjat),joten ei taida paljoa kannattaa noilla hinnoilla itse alkaa väsäämään.Bebekillä on hyvin pieniä 1,8mm ledejä,tasapäisiä ledejä löytyy myös(voi unohtaa sen ledien viilauksen). 8)
SMD ledit on aika pieniä myös,mikäli ne tulee kyseeseen.Ovat kooltaan 1x2mm ja allekkin,ongelmana on niiden pienuus ja juottamiseen tarvii sen suurennus okulaarin.Lattialle pudotessa voit olla varautunut etsimään lediä "kissojen ja koirien kanssa" :(
FLEISCHMANN Die Modellbahn der Profis

Avatar
Jaska
Asemapäällikkö
Viestit: 554
Liittynyt: 09.01.2007 10:58

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja Jaska » 20.05.2011 16:30

Haluaisin oikeastaan tällaisia, joita ei taida olla valmiina missään:
Kuva

Mutta litteämpipäiset ledit tarviikin tutkia. Pintaliitosledit ei oikein ajatuksena innosta eikä valokuidun käyttö, vaikka se saattaisi tuoda jotain lisämahdollisuuksia.

ealab
Veturinkuljettaja
Viestit: 1080
Liittynyt: 21.09.2007 09:49

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja ealab » 23.05.2011 07:51

Ovatko Conrad:n rakennussarjat riittävän suomalaismallisia. Omiin sovelluksiin ledeiksi voisi kokeilla 1,8mm:ä. Se olisi melko liki halkaisijaltaan. Etupuolelta. Opastimen takasivulta voisi vastata mitoiltaan lyhtyä. Hyvinkäällä, Fremo-radassa näkyi olevan siistejä opastimia.

Avatar
jartsa
Veturinkuljettaja
Viestit: 959
Liittynyt: 20.12.2008 18:20

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja jartsa » 24.05.2011 18:36

Katoppa www.conrad.de sivuilta opastimia,ovat kyllä DB:n malleja.Kenties niistä modaamalla saa tännekin sopivia malleja?
Tolpat/muutamat osat niissä on messinkietsattuja,elikkä suht vahvaa tekoa.
Ps: ne ledit on siellä osin aika törkeen kalliita,ainakin SMD:t.Elfalta saa melkein 10 lediä yhden hinnalla!
FLEISCHMANN Die Modellbahn der Profis

Avatar
Jaska
Asemapäällikkö
Viestit: 554
Liittynyt: 09.01.2007 10:58

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja Jaska » 25.05.2011 20:20

Nykyiset uudet opastimet taitavat olla lähempänä saksalaista mallia, kuin nämä havittelemani jo harvinaiseksi käyneet vanhemmanmalliset.

Kuva

Onneksi malli on aika selkeä. Masto on putkimainen ja löysin jo sopivaa messinkiputkea. Runko saa toimia maadoitusjohtimena tai miinuksena ja kullekin kolmelle ledille oma ohut johdin sinne putken sisälle syöttämään plussaa. Messinkipellistä leikkaan tuon kolmion, jonka reunat saan kai hiomakoneessa pyöreiksi sopivasti. Poralla reiät ledeille. Häikäisyuojan voi tehdä ehkä messingistä tai muusta hyvin ohuesta levystä. Puoliympyrän muotoinen pala varmaan taipuisi oikean muotoiseksi osaksi. Jos jaksaa tehdä lisäyksityiskohtia, niin onhan siinä nuo tikkaat ja kehikot sitten vielä. Ehkä ne saisi langasta väänneltyä ja juottamalla kiinni. Onhan tuossa puuhaa, mutta en taida alkuun tehdä kovin montaa tällaista. Katsotaan nyt miten käy, kun yleensä aika ei riitä juuri mihinkään.

Avatar
Jaska
Asemapäällikkö
Viestit: 554
Liittynyt: 09.01.2007 10:58

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja Jaska » 25.05.2011 20:24

Jos jollain sattuu olemaan mittapiirustuksia tuohon opastimeen tai tietoa mistä löytyy, niiin vinkit otetaan mielihyvin vastaan. Tai jos jossain romukasassa Tampereen lähistöllä olisi kokonainen opastin jopa... :wink:

PeS
Veturinkuljettaja
Viestit: 773
Liittynyt: 17.12.2007 10:03

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja PeS » 26.05.2011 09:09

Valo-opastin onnistuu kohtuullisen hyvin syövyttämällä. Itse opastintaulu koostuu kahdesta päällekäin liitettävästä taulusta. Toinen taulu on valkoisen reunamaalauksen verran suurempi. Taulun keskelle on puolisyövytetty pienempi kenttä, johon pienempi taulu heijastulevyineen liimataan maalauksen jälkeen. Tällä tavalla taulun maalauksesta saadaan erittäin siisti.
Kuva
Heijastin on puolisyövytetty, joten sen pakottaminen kaarevaksi on helppoa vaikka pyöröpihdeillä. Väkästen avulla heijastin saadaan taulussa olevien reikien kautta paikoilleen ja juotettua siististi kiinni nurjalta puolelta.
Kuva
Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Kuvassa näkyvän opastimen masto on vanhempaa tyyppiä, eli siinä on "vinotikkaat", jotka on tavallaan helpompi mallata sirommiksi kuin maston kyljessä pystysuorassa olevat tikkaat. Pystysuorat voidaan tietty syövyttää yhtenä kappaleena, mutta vähän lituskamaisethan niistä silloin tulee. Turvahäkin voi myös toteuttaa syövyttämällä ja kiepauttaa kaarevaksi jonkun sopivan pyöreän kappaleen ympäri. En tiedä, onko keskustelun aiheena olevissa linjasuojastusopastimissa koskaan ollut vinotikkaita.

Linjasuojastusopastimen taulun olen piirtänyt ja siitä voidaan teettää syövytteitä samalla periaatteella kuin miten kuvissa näkyvä lähtöopastin on suunniteltu. Kysyntää pitäisi olla kuitenkin muutamia kymmeniä - yhden tai kahden syövyttäminen tulee turhan kalliiksi.

Piirustuksen mukaan opastimien mastot ovat melkoisen ohuita H0-mittakaavassa. Jos muistan oikein, niin oikea mitta on vain 1,8 mm. Kahden millimetrin putki on ehdoton maksimi tai muuten opastin näyttää hullulta (tämä on tietty makuasia). Valojohteen käyttämistä kannattaa kokeilla, jos masto on kovin ohut. Ohuimmat valojohteet (esim. Plastruct) ovat vain 0,25 mm:n vahvuisia. Muoviset johteet ovat siitä mukavia, että niitä voi taivuttaa ja sulattaa kynttilän liekillä vaikka suuremmaksi möhkäöleeksi itse linssin takana - valopisteen voi helposti hajottaa vähemmän teräväksi muotoilemalla johteen päätä. Itse valonlähde taas voi olla ratapöydän alla - vaikka filmipurkkiin sijoitettu taskulampun polttimo. Purkin kylkeen poralla reikä, johon valojohde tökätään. Tallainen opastin on täysin huoltovapaa toisin kuten sellainen, jossa riisinjyvälamppu tai LED on asennettu itse mastoon.

ealab
Veturinkuljettaja
Viestit: 1080
Liittynyt: 21.09.2007 09:49

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja ealab » 26.05.2011 14:02

Koetan myös itse saada hankituksi, uudempien opastimien mitat. Raideliikenneopastimissa ei ole heijastinta. On vain väritön linssi ympyrä-/kehäprismoin. Näiden mitoituksilla tehdään ns. kokoava, tai hajottava linssi, valonsäteen suhteen. Värit tehdään erillisellä sisälinssillä. Linssien suojana mm. auringonvaloa linssiin estämään on lipat, jotta opastinvalo näkyisi/ ei näkyisi sivulle, naapuriraiteelle. Siksi myös käytetään kokoavaa linssiä, kapea valokiila. Lippa on samasta syystä myös tasoristeysopastimissa. Joiden värit ovat väritön ja punainen. Väritön saadaan erillisellä kirkkaalla vaaleansinisellä sisäpleksillä, tai linssi on valmiiksi oikean "värinen". Valo on valkoista. Näissä on heijastin. Tavallinen valkea, ei lämminvalkea led, sopii siten hyvin pienoisradan varoituslaitoksen värittömäksi.

Avatar
Jaska
Asemapäällikkö
Viestit: 554
Liittynyt: 09.01.2007 10:58

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja Jaska » 27.05.2011 16:56

Hyvältä vaikuttaa!

Olisi oikeastaan mielenkiintoista perehtyä näihin syövytysasioihinkin. Eikös se ole niin, että jos ei itse halua myrkkyjen kanssa "plutata", niin homman voi tilata joltain valmistajalta suht. edullisesti, kunhan kuvat saa itse piirrettyä tietokoneella johonkin sopivaan muotoon? Saakohan samalla tavalla haluamansa laisia piirilevyjä myös? Arduinoon kytkettäväksi kaavailemani ledejä ohjaava systeemi pitäisi jossain vaiheessa siirtää koekytkentäalustalta asiallisempaan alustaan, nyt kun kytkentä on toimivaksi jo osoittautunut.

Ohjaatko opastinten toimintaa ihan kytkimellä vai tuleeko jotain monimutkaisempaa?

Muistanko muuten ihan omiani, vai onko niin, että junan ohittaessa suojastusopastimen (mallia vanha) vihreän sammumisen ja punaisen syttymisen välissä oli havaittava viive? Vai olenko kuvitellut omiani? Siis luokkaa neljännessekunti tai vastaavaa, ei sen enempää. Luulisi toistaalta, että releet ropisee aika vauhdilla oikeisiin asentoihinsa, joten en osaa arvata mistä sellainen viive voisi edes aiheutua...

Avatar
jartsa
Veturinkuljettaja
Viestit: 959
Liittynyt: 20.12.2008 18:20

Re: Arduino mikrokontrollerit

Viesti Kirjoittaja jartsa » 30.05.2011 21:05

Jaska kirjoitti:Hyvältä vaikuttaa!

Olisi oikeastaan mielenkiintoista perehtyä näihin syövytysasioihinkin. Eikös se ole niin, että jos ei itse halua myrkkyjen kanssa "plutata", niin homman voi tilata joltain valmistajalta suht. edullisesti, kunhan kuvat saa itse piirrettyä tietokoneella johonkin sopivaan muotoon? Saakohan samalla tavalla haluamansa laisia piirilevyjä myös? Arduinoon kytkettäväksi kaavailemani ledejä ohjaava systeemi pitäisi jossain vaiheessa siirtää koekytkentäalustalta asiallisempaan alustaan, nyt kun kytkentä on toimivaksi jo osoittautunut.

Ei ne nykyisin ole kummosia "myrkkyjä",toisin kun aikoinaan.Ferrikloridilla noita pystyy syövyttämään(etsaamaan),aine on vaan sotkuista ja valurautaviemäriä syövyttävää kamaa sellasenaan.Neutralointi lipeällä(NaCl--sama aine jolla nämä kuviot valotetaan levyn pinnalle),käytetyt aineet sekoitetaan keskenään ja toimitetaan jälleenkäsittelyyn.


Ohjaatko opastinten toimintaa ihan kytkimellä vai tuleeko jotain monimutkaisempaa?

Opastinten ohjaus ihan kytkimellä jossa on 2-4 x on/on vaihtokytkentä yksinkertasimmillaan.Eka (on/on) ohjaa opastinvaloja ,toka ohjaustaulun valoja(vihr/pun)ja kolmas raidesyöttöä on/off jne..
3-värisissä opastmissa kytkin mallia 2-4 x on-on-on.Esim.C&K:lla on näitä miniatyyrivipukytkimiä.
Monimutkaisempiin rakennelmiin on sitten reletoimiset dekooderit digikäytössä tai dekooderi erillisillä releillä ja ohjainlogiikalla opastimia varten.
On dekoodereja jotka kykenee ohjaamaan jopa n.10 eri valoa (aspektia)opastimessa.



Muistanko muuten ihan omiani, vai onko niin, että junan ohittaessa suojastusopastimen (mallia vanha) vihreän sammumisen ja punaisen syttymisen välissä oli havaittava viive? Vai olenko kuvitellut omiani? Siis luokkaa neljännessekunti tai vastaavaa, ei sen enempää. Luulisi toistaalta, että releet ropisee aika vauhdilla oikeisiin asentoihinsa, joten en osaa arvata mistä sellainen viive voisi edes aiheutua...
Ainakin LDT valo-opastimien ohjaindekooderi DCC/MM on ko. ominaisuus "dark-switch",jossa on pieni viive valojen vaihdossa.
Viive on ohjelmoitavissa dekooderiin, viive päällä tai pois.
Viessmann ja Völkneriltä löytyy siipiopastimia rak.sarja/valmis malli,näissä on "slow-motion" toiminto.Näissä on reletoiminen moottori jousilla varustettu,opastin siipi/siivet liikkuu asennosta toiseen hitaasti releessä olevan jousen avulla.
FLEISCHMANN Die Modellbahn der Profis

Vastaa Viestiin

Paikallaolijat

Käyttäjiä lukemassa tätä aluetta: Google [Bot] ja 1 vierailija