Arduino címkéhez tartozó bejegyzések

Egy év összefoglalója

A hétvégén rám lett kérdezve, hogy is állok fő projektemmel és rádöbbentem, már lassan egy éve nem adtam helyzetjelentést Feriheggyel kapcsolatban. Jöjjön akkor most egy kis összefoglaló:

Pultok

Mind a közút, mint a vasút igényel “néhány” vezérlő elemet. Idézőjelek azért kellettek az előző mondatomba, mert látni fogjátok, a vezérlés sokkal bonyolultabb, mint első ránézésre látszik.

Rögtön az elején eldöntöttem, hogy két pultot készítek: egyet a vasúti közlekedésnek, egyet a közútinak. Így akár egymástól függetlenül is vezérelhető a két rendszer és nem utolsó sorban egy véletlen kapcsolással nem okozunk problémát a másik rendszer üzemében.

A jövő természetesen majd a számítógépes alkalmazással működtetett asztal lesz, először azonban maradjunk a manuális vagy inkább félautomata megoldásoknál.

Könnyebb falatnak tűnt a vasúti pult, így elsőként azzal kezdtem. Először a nyomvonal sematikus ábrája került fel a furnér lemezre, a LED-ek helyével együtt:

Pult - nyomvonalak

Pult – nyomvonalak

Szerencsére lehet kapni hosszú- és laposfejű fényforrást. A beszerzett LED illesztési tesztje jól vizsgázott:

Állványos fúró

Állványos fúró

Ezután összesen 135 db furatot kellett a megfelelő helyekre elhelyezni, ami az otthoni állványos fúrógéppel lehetetlennek bizonyult. Nem lehetett annyira alá tolni a lapot, hogy középre is befúrjam a furatokat. Szerencsére volt a közelben ipari állványos fúrógép is. Kézi fúrógéppel is nekiállhattam volna a szita készítésnek, de úgy gondoltam, jobb, ha a világító fényforrások iránya párhuzamos.

A furnér lemez aljára a megerősítés után felkerült a vezérlésként működő, már jól ismert (és az előzőkben ismertetett) Arduino, valamint a LED-világításhoz használt, ULN2003A tranzisztorokkal tűzdelt áramkör (így az Arduino csak jelet ad, a LED-ek világításához szükséges tápellátás függetleníthető attól), végül pedig a LED-ek beültetése következett.

Reményeim szerint a teljesen kész pult vezetékezése egy kicsit átláthatóbb lesz. 🙂 A világítás teszthez számomra így is megfelelt. Olyannyira, hogy egy kis programozás segítségével a létező összes variációt le is teszteltem.

A sikeres tesztet a festés követte…

és elégedetten tapasztaltam, hogy sikerült ugyanúgy visszakötnöm az elektronikát.

Nem pult egy pult keret nélkül, a végső simítások után így néz ki a (fél)kész termék. Itt is magyarázatra szorulnak a zárójelek. A modul asztalokkal való összekötést ugyanis még nem készítettem el.

Igyekeztem a MÁV-nál használatos  Domino 55 berendezéshez hasonlító pultot készíteni, de még mielőtt az önkéntes szakemberek tömeges hozzászólás áradattal elmagyaráznák, hány különbség van a valóságoshoz képest, elmondom, nem a 100%-os egyezés volt a cél. Nézzük például a LED-ek formáját. Az eredeti berendezésen szögletes, téglalap alakúak. Nem szeretném megmondani, ki reszelgessen 135 db ilyen nyílást… A másik nagyobb különbség, hogy az eredeti berendezésen nyomógombok vannak, én pedig a billenő kapcsolókat preferáltam. Na, itt be is fejezem a felsorolást, szorgalmi feladat a többi különbség összegyűjtése – és saját részre megtartása. 😀

A közúti közlekedés pultjának elkészítése még folyamatban van, azért erről is mutatok egy képet:

Lyukkártya :-)

Lyukkártya 🙂

Itt “picivel több” LED-et kell bekötni és a kapcsolók elhelyezésén még törpölök picit.

Tanulmányi kirándulás a Keletiben és a Nyugatiban

Az elmúlt néhány év során rendesen megfertőződtem, már ami a vasút témát illeti. Nem csoda, hogy két budapesti pályaudvart is felkerestem.

Először a Keleti Pályaudvarba kaptam meghívást egy Index-es fórumtárs jóvoltából, így testközelből is megnézhettem egy FLIRT-öt, olyat, ami többek között Ferihegynél is ingázik:

A Budapest 100 rendezvény keretein belül pedig a Nyugati Pályaudvar néhány érdekes részét sikerült megcsodálnom. Erről videót is készítettem, íme:

Felezővonal

A kis kitérők után térjünk vissza a közút témájához! Moduljaimon már szép aszfaltréteget sikerült kialakítani, a felfestések, felezővonalak azonban még váratnak magukra. A Neten néztem már pár videót, mások hogy csinálják, de igazán jó megoldást még nem találtam rá. Egy tesztet azért végeztem, viszont egyrészt az eredménye sem tetszett annyira, másrészt elég sok maszkoló szalagot kellene leragasztani (ívekben is!), hogy összeálljon a teljes útfelület bevonalkázása. Ha valakinek esetleg van tuti ötlete, kérem ossza meg velem az infót!

Közúti világítás

A közvilágítás tesztje viszont jól sikerült! Ehhez először nagy mennyiségű LED-es lámpa beszerzésére volt szükség, amelyet a nemzetközi aukciós oldalon sikerült elkövetnem. Tízes csomagolásban árulják őket.

Az egyszerű tesztet egy kis programozás követte. Így meg tudtam valósítani, hogy a lámpaegységek valósághűbben “induljanak”. Először vibrálnak, majd feltöltődés után teljes fényárban úsznak.

A videó képfrissítése miatt sajnos kevésbé látszik a bemelegedési folyamat. Ezt élőben kell látni ahhoz, hogy teljes legyen az élmény! 🙂

Épületek

A piacon jó néhány modellező cég terméke megtalálható – főleg H0 méretben… Ami az N-es építési nagyságot illeti, már kisebb a választék, magyar stílusú épületekből pedig szinte semmi sem kapható. Persze nem az volt a naiv célom, hogy majd jól bemegyek egy vasútmodell boltba és leakasztom a polcról Ferihegy összes épületét, kiegyeztem volna Szemeretelep kertes-házas övezetével. Ez sem jött össze. Néhány családi ház persze kapható a FALLER és a KIBRI jóvoltából, de a 6 méteres modulrendszeren több tucat épületre lesz szükségem. Így eldöntöttem, a gyári házak mellé a ferihegyi, saját készítésű épületeken kívül megépítek pár olyan családi házat is, amik megtalálhatók Szemeretelepen. Egyelőre még csak hármat raktam össze, azokat is csak a vázszerkezetük szintjén.

3D nyomtatás

Nem múlhat el úgy év, hogy ne említsem meg a XXI. század egyik legszuperebb találmányát, a 3D-nyomtatást. Az alábbi termékek is ezzel a technológiával készültek. Sőt! A Shapeways-től már színesben is (és bronzból és aranyból és… szinte bármiből) rendelhetők a termékek: a konténerek ilyen színben nyomtatódtak ki.

Egy picivel drágább 3D nyomtatóval napjainkban már szinte bármilyen színű, bármilyen anyagú bármi kinyomtatható! Tényleg bármi! Érdekességképpen:

Ezúton is köszönet a Varinex Zrt.-nek, hogy Magyarországra is elhozzák ennek az innovatív technológiának legújabb érdekességeit!

Azért ott még nem tart a Ferihegy projekt, hogy egy ilyen (akár az egyszerre 6 színnel nyomtató, akár a fémporos, SLS technológiát alkalmazó) nyomtatót megfinanszírozzak, de remélem, hamar eljön az az idő, hogy legalább a bérnyomtatás költségei megfizethetők lesznek.

Nos, akik idáig is eljutottak az olvasásban, igazán megérdemelnek még egy kis videót. A két szerelvényt Hódmezővásárhelyen kaptam lencsevégre. Tudomásom szerint mindkét szerelvénytípus megfordult Ferihegyen is, a Szergej még a reptér területére is húzott tartálykocsikat.

 

Első modulasztal hét szervója

Régen nem jelentkeztem már a terepasztal építésével, de egyrészt TEMOFESZT-eltem, ami előtt és közben nem igen tudtam a saját modulommal foglalkozni, másrészt nem akartam minden egyes szervó megépítését egy újabb bejegyzéssel ünnepelni. Egy ilyen bejegyzés ugyanis meglehetősen hosszadalmas művelet:

  • a munkálatok közben készített képek szelektálása
  • képek vágása, újraméretezése
  • képsorozatok (TimeLapse) elkészítése
  • videóanyag megvágása
  • videóanyag feltöltése Youtube-ra és Vimeo-ra
  • szöveg kitalálása 🙂
  • gépelés
  • képek, videók beillesztése
  • hivatkozások összegyűjtése és beszúrása
  • címszavak összegyűjtése
  • végső ellenőrzés

A fenti műveletek (biztosan kihagytam pár mozzanatot) bejegyzésenként két-három napnyi modulépítésre fordított időt szoktak elvenni.

No, de elég a sírásból! Nézzük, hol tartok!

Az első sávváltó és az első stopmágnesek, valamint a buszparkoló megépítése után a ferihegyi másik csomópont néhány stopmágnesének befaragása következett. Ez azért okozott extra kihívást, mert eddig még nem terveztem íves szakaszra megállást. Sajnos ezután sem fogok… Szerencsére először a tesztasztalon próbálkoztam:

Egy-egy stopmágnest az eredeti távolságra tettem a külső, nagyobb és a belső, kisebb íven is. Mögéjük pedig – gondolva arra, hogy a forduló jármű közepe, ahol a reed-relé is van a járműben, a középvonalhoz közelebb fog elhaladni – egy újabb sorba is tettem mágneseket a lehető legközelebb a középvonalhoz. Sajnos még ez sem volt elég ahhoz, hogy az elhaladó jármű reed-reléje “érezze” a stopmágnes jelenlétét. A fentiek miatt a nyomvonalat kissé módosítanom kellett:

Nyomvonal-módosítás

Nyomvonal-módosítás

A későbbiekre pedig megjegyzendő: STOPMÁGNEST ÍVBE NEM SZABAD TENNI!!!

Nem írtam még arról, hogyan oldottam meg a szervók tetején az acél huzal átvezetését. Természetesen itt is gitárhúrt alkalmaztam. Mivel a szervóhoz kis műanyag karokat is kapunk, amiken lyukak is találhatók, ezeken keresztül lehet hajlítani az acél huzalt. Nézzük meg, hogyan:

Acélhuzal a szervóra

Acélhuzal a szervóra

A műanyag karocskát már csak fel kell pattintani a szervó tetejére és kész is a sávváltó:

És mi a helyzet a stopmágnesekkel? Azokat szervókat az előbbiekhez képest elfordítva kell rögzíteni az asztal alján.

Stopmágnes szervója alulról

Stopmágnes szervója alulról

A felvétel nem túl előntös a szervóra nézve, de ebből a szemszögből lehet jól látni, hogy a műanyag karjának végére egy vastag szívószálat rögzítve az két mágnest is meg tud emelni.

A hét szervó beépítése után így nézett ki az asztal alja:

Hét szervó beépítve

Hét szervó beépítve

 

 

 

 

 

Következzen egy kis elektronika!

Az alábbi kép látványa senkit ne rettentsen el!

Táp, Arduino, kábelek, gombok

Tápegység, Arduino, kábelek, gombok

Kicsit én is idegenkedek az elektronikától, de a modellvasút-építést nem lehet megúszni manapság (sem) némi forrasztószag nélkül. A szervók ellátásához 5 volt feszültség, egy testkábel és egy jelkábal bekötése szükséges. Az 5 voltot és a testet közös kábellel oldottam meg, a jelkábeleket viszont egyenként kell eljuttatni a szervókhoz. Utólag könnyebb megtalálni a jelkábelek végeit, ha feliratozzuk is a kábelt. Ezt a képen is fel lehet fedezni.

Egy kezdetleges irányítópultot is összeállítottam az első szervók teszteléséhez:

Persze vannak ennél jóval színvonalasabb megoldások is, de a végleges irányítópult kialakítása még egy kicsit odébb van.

A kábelelrendezés az asztal alatt még hagy némi kívánnivalót maga után, de nem győzöm hangsúlyozni: még mindig az erős tesztfázisban tartok:

Ma már eleget néztük a modul alját! Folytassuk az… oldalával!

Ki kellett találnom valamit, hogy a kis járművek ne pottyanjanak le az asztal szélén. Persze szép elképzelés, meg logikus is, hogy ha a nyomvonalat követi egy jármű, elvileg nem is tud eljutni az asztal széléig. Ez is a terv, de minden eshetőségre fel kell készülni. Murphy mindig ott figyel a modellvasút-építők mögött is! 🙂

A leesés megakadályozásához plexi lemezeket rögzítettem a modulasztal széleire. Természetesen ez csak azokon az oldalakon szükséges, ahol nem csatlakozik az asztal a többi modulhoz. Mivel Ferihegy két modul egymás mögötti elhelyezésével oldható meg, a belső modulasztalt három oldalról is körbe kell keríteni.

Végül következzen egy kis videó, ami a hét szervó működését mutatja be sávváltók különböző állásánál:

Youtube:

Vimeo:

<p><a href=”http://vimeo.com/111924474″>Első modulasztal hét szervója – 7 servos of the first module layout</a> from <a href=”http://vimeo.com/user21838796″>holeg ballon</a> on <a href=”https://vimeo.com”>Vimeo</a&gt;.</p>

 

Programajánló

Ma kerül megrendezésre a Kutatók Éjszakája 2014.

A Budapesti Műszaki Egyetemen, egész pontosan ITT egy 3.5 négyzetméteres vasútmodell terepasztalon lehet megtekinteni egy biztonsági vezérlőt, amelynek különlegessége, hogy a legmodernebb, vizualizáción alapuló szoftverfejlesztési technikával készült. A látogatók megismerhetik ezen technika alapjait és előnyeit, valamint a vonatok irányítása közben megfigyelhetik a biztonsági vezérlő viselkedését.

A rendszer kialakítása Arduino/Ethernet alapon történt.

Váltsunk sávot!

Korábban már említettem, hogy a terepasztal vezérlését Arduino-val kívánom megoldani. Ezen a szándékomon nem változtattam. Azóta rátaláltam ugyan egy másik programozható lapkára is (az angol nyelvű leírás kicsit részletesebb), az Arduino funkciói azonban – legalábbis egyelőre – elegendő lehetőséget biztosítanak.

A sávváltáshoz a vezérlésen kívül szükségünk lesz még egy szervóra. Különböző típusú – és természetesen árú – szervók kaphatók a piacon. Az N-es építési nagyság eléggé behatárolja bármiféle szerkezet méretét. Így van ez a szervóval is. Előfordulhat ugyanis, hogy egymás mellett több ilyet is el kell helyezni. Ezért figyelmem a micro szervók felé irányult:

Szervó

Micro szervó

A szervóhoz különböző forgatható alakzatokat kapunk, én most az egyszerű, egykaros változatot választottam. A terepasztalból először eltávolítottam az előzőleg, tesztjelleggel lefektetett drótot, majd a helyére próbáltam a kis műanyag bigyót:

Próba

Próba

Jónak tűnt, jöhetett a berajzolás, majd a felesleges furnérlemez-darabok eltávolítása. Az eredetileg kétirányú haladási lehetőséget kibővítettem egy harmadik iránnyal is. Lehet, nem kerül sor a használatára, de inkább most vagdaltam ki hozzá a szükséges helyet. Ja! És például ezért nem használtam a vasútmodellezésből ismert váltóállítóműt (Jó-jó, tudom, kitérő, de a Conrad is ezt a megnevezést használja!). Azzal csak két pozíciót lehet állítani.

Munkálatok

Munkálatok

 Jó tudni!

Ezúton is felhívom a figyelmet a furnérlemez megmunkálásra kényes tulajdonságára. Ha vaktában nekiállunk furkálni, az a lap hátulján leszakadó cafatokat fog eredményezni. Érdemes ezért feltámasztani az átfúrandó lapot. Hasonlóképpen óvatosan kell eljárni a fúrt lyukak egymásba nyitásakor is. Fentről lefelé reszeljünk, különben a feltépett lemezdarabok kijavításával sokkal többet kell majd bajlódnunk az asztallap tetején.

Nézzük, milyen lett:

Majdnem kész

Majdnem kész

Alsó nézet

Alsó nézet

 

A szervó felerősítésére egyelőre furnérlemez-darabot használtam. Biztosabb megoldásnak tűnik egy felerősítő bilincs tervezése és kisszériás gyártása… De ezt majd később…

 

 

A műanyag nem mágnesezhető. Legalábbis a tudomány jelenlegi állása szerint. 🙂 Ezért a szervó karjára ugyanolyan gitárhúr került, mint a terepasztal többi, járművek alatti részére:

Bedrótozva

Bedrótozva

Nincs más hátra, ki kell próbálnunk a szerkezetet! Ehhez csatlakoztatnunk kell az Arduino-t és megírni egy rövidke programot. Egy szervó három pozícióba történő állítgatása (egyenesen 6 másodpercig, balra 3 másodpercig, jobbra 1 másodpercig) 10 sorból megvan. Többtucat szervó összehangolt mozgatása persze ennél lényegesen hosszabb programot – és gondolkodást fog igényelni. A videón a szervó “fedetlen” működése, majd zenés és árnyképes járműves tesztje látható. 🙂

Vimeo:

<p><a href=”http://vimeo.com/105481885″>Sávváltó – Lane change</a> from <a href=”http://vimeo.com/user21838796″>holeg ballon</a> on <a href=”https://vimeo.com”>Vimeo</a&gt;.</p>

A szálak összefutnak

Van egy busz alváz a VARINEX jóvoltából.

Van egy makett busz a NOCH-tól.

Van egy futómű a FALLER-től és egy hátsó hajtás akkuval egy lengyel cégtől.

Van egy ARDUINO, amely programozását már néhány (hó)napja távtanulom.

A fentiekből már csak egy gombócot kell gyúrni! Íme:

Először is vegyük a NOCH buszt és szedjük szét. Ez mindenkinek megy! 🙂

Pucoljuk meg a VARINEX alvázát, azaz finom smirglipapírral állítsuk be a méreteket az eredeti alváz méreteire, majd ízesítsük egy FALLER első futóművel és egy hátsó hajtással.

Nagyon szép lett! De még nem működik!

Adjunk az egészhez egy csipetnyi ARDUINO-t. 🙂 Szó szerint, ugyanis a mikroelektronikai piacon kapható egy IC, amit programozni lehet az Arduino-val. Így nem feltétlenül kell utánakötni a kicsiny busznak egy nála tízszer nagyobb nyomtatott áramkört:

A felépítmény egy XXI. századi csigához hasonlít. 🙂

Az első próbakör biztatónak bizonyult:

A következő videó a tesztasztalon való próbakört mutatja:

A videó második felében látható, miért került egy LED és egy kapcsoló is beépítésre. A kapcsolóval 5 fokozatban állítható a hátsó tengely fordulatszáma, amit a LED fényereje is visszajelez.

Sajnos a tesztasztalon már nem ment minden olyan “gördülékenyen”. Az első futómű valami oknál fogva nem követte a kijelölt útvonalat, a hátsó futóműből pedig mintha nem jött volna ki annyi erő, mint azt előzetesen kalkuláltam. A prototípus így nem csak hasonlít egy XXI. századi csigához, de egyelőre sebessége is megegyezik vele. 😦

Arduino

Ezt a bejegyzést egy kicsit későbbre szántam, de annyira tetszik a technológia, ráadásul friss sikerélményem is van, ezért előbbre hoztam egy picit.

Szóval Arduino. Ha röviden akarnék válaszolni a “Mi ez?!” kérdésre, azt válaszolnám, Wikipedia!

Ha bele kívánnék menni a részletekbe, azt mondanám, Arduino.cc! Mivel itt inkább angol nyelven lehet elolvasni a technikai paramétereket, a nyelvet nem beszélőknek inkább javasolnék egy másik blog oldalt, ahol eléggé kivesézik – magyarul! – a technológia előnyeit.

Végül ajánlanék egy 15 perces TED-előadást, amiben ugyan angolul beszél az előadó, de magyar felirattal is meg lehet tekinteni.

Most, hogy már mindent tudunk a nyílt forráskódú mikrokontrollerekről, lássuk, az én projektemhez miért is lesz hasznos egy ilyen kis kütyü:

Az utcán szaladgáló járműveket irányítani kell. Most nem a vezérlésükre gondolok, az egy másik, bonyolultabb téma, mert pici helyre – amilyen például egy 1:160-as méretarányú jármű – nagyon nehéz bármiféle vezérlést begyömöszölni (de tervbe van véve!). Viszont a járműveken kívül is el kell helyezni jó néhány elektronikai elemet, amellyel többek között:

  • megállapíthatjuk a jármű helyzetét (vagy az útvonalának bizonyos szakaszát)
  • megállíthatjuk a járművet egy bizonyos ponton (buszmegálló, kereszteződés, parkoló, közlekedési lámpa)
  • ha már itt tartunk, szabályozhatjuk a közlekedési lámpák fényeit
  • sorompókat nyithatunk/zárhatunk
  • meghatározhatjuk, melyik sávban haladjon, hol forduljon el a jármű

Elektronikai szakember legyen a talpán, aki a fentieket összehangoltan elő tudja állítani néhány kapcsoló, relé és más elektronikai elem összekapcsolásával. Mivel gépészmérnök végzettséggel rendelkezem, én inkább a mechanikai elemek között mozgok otthonosan, de természetesen a XXI. század második évtizedében már elengedhetetlen a számítógéppel támogatott megoldások használata, a programozáshoz is érteni kell egy keveset. Nos, ez a kevés éppen elég ahhoz, hogy a fent bemutatott Arduino-hoz néhány soros programokat írjunk. Szerencsére – ha az Arduino telepítőjében található oktató programok kevésnek bizonyulnának – tele van az internet jobbnál-jobb példaprogramokkal, amiket áttanulmányozva, egy-két sort átmásolva percek alatt előállíthatjuk a számunkra szükséges programokat. A következő videón életem negyedik Arduino-programjának eredménye látható (az első három is tegnap készült, de ennél lényegesen egyszerűbbek voltak).

Ez ismét csak egy tesztkörnyezet, mint már megszokhattátok. 🙂 De lassan minden összeáll ahhoz, hogy elinduljon a valódi terepasztal megépítése!