"облегченная" версия Roco z21 на базе Arduino

Наш немецкий коллега Филип Гатов (Philipp Ghatow) сделал аналог Roco Z21 на базе Arduino http://pgahtow.de/wiki/index.php?title=Zentrale

Но данная реализация требует навыков работы с паяльником. Да и не всегда есть необходимость во всех интерфейсах, порой достаточно только DCC выхода.

Наш коллега с форма ModelldepO Александр (BR95009) доработал скетч Филипа, который позволяет собрать облегченную версию без пайки, с использованием готовых шилдов.

Все, что для этого нужно:

Arduino Mega

Ethernet Shield

Motor Shield R3 (нужен именно R3, другие варианты не подойдут)

Состыковав эти модули, и загрузив скетч получаем рабочую командную станцию. Теперь, подключив ее к Ethernet можно управлять локомотивами и аксессуарными декодерами из JMRI или Rocrail. При наличии WiFi сети, также можно управлять с планшета или смартфона используя программное обеспечение для Roco Z21

Z21 mobile for iOS

Z21 mobile for Android

Кроме того, Филип предусмотрел в своей разработке встроенный модуль WiFi на базе ESP8266

Наличие встроенного WiFi позволяет отказаться от использования внешнего роутера и подключаться планшету или смартфону непосредственно к самой командной станции. Кроме того, встроенный WiFi модуль может подключаться и к внешнему роутеру, что позволяет обойтись без проводов и Ethernet Shield.

Единственная проблема - данный модуль требует пайки, но есть одно замечательное решение. Плата Arduino Mega + WiFi

Вот на этом варианте мы и остановимся. Если вы хотите собрать станцию без WiFi на базе обычной Arduino Mega, просто пропустите описание процесса загрузки скетча для ESP8266. В остальном, все аналогично.

Для загрузки скетчей нужна среда разработки Arduino IDE. Скачать ее можно на официальном сайте https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Дальше понадобиться поставить драйвер для usb на CH340. Процесс установки драйвера описан тут http://arduino-project.net/driver-ch340g/. Ссылка на архив с драйвером расположена внизу этой страницы (ch340ser_win.zip). Если вы используете плату без WiFi, то драйвера устанавливать не нужно, они установятся автоматически.

Дальше, запускаем Arduino IDE и добавляем библиотеки для работы с WiFi на ESP8266

Выбираем File->Preferences

В появившемся окне в строке Additional Boards Manager URLs (отмечено красным) вставим ссылку http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json и нажимаем OK

Переходим в Tools->Board->Boards Manager

Прокручиваем список вниз к скриптам esp8266 by ESP8266 Community и кликаем.

В правом нижнем углу появится возможность выбора версии ПО, выбираем самую новую версию и жмем кнопку Install

После установки закрываем окно и переходим Tools->Board и видим список доступных для программирования устройств на чипе ESP8266

Скачиваем необходимые библиотеки (a21libraries.zip)

Распаковываем архив в любую папку.

Запускаем Arduino IDE (если вы ее закрыли)

Далее идем Sketch->Include Library->Add .ZIP Library...

Переходим в папку куда мы распаковали архив и по очереди добавляем все четыре файла

Скачиваем и распаковываем архивы со скетчами для Arduino и ESP

A21_WiFi_DCC_Zentrale_v465_MSH.zip

A21_ESPArduinoUDP_v26.zip

Открываем сначала скетч для Arduino (Z21_WiFi_DCC_Zentrale_v465_MSH.ino)

На Arduino включаем 3-й и 4-й DIP переключатели (остальные должны быть выключены, второй переключатель RX0/RX3 - не имеет значения)

Для версии на обычной Arduino Mega, этот пункт пропускаем.

Подключаем по USB плату Arduino (Motor Shield ставить не надо)

В меню выбираем Tools->Board...->Arduino/Genuino Mega or Mega 2560

Дальше Tools->Port... - ваш COM порт к которому подключена плата

Если вы планируете использовать Ethernet Shield то в 209 строке скетча нужно поменять IP адрес (IPAddress ip(192, 168, 0, 111); //Werkseinstellung ist: 192.168.0.111) на IP из диапазона вашей домашней сети.

Далее, выбираем Sketch->Upload

Если все прошло как надо, то в строке состояния должна появиться надпись "Upload complete"

Выключаем 3-й и 4-й DIP переключатели и включаем 5-й, 6-й и 7-й

Открываем скетч Z21_ESPArduinoUDP_v26.ino

В меню Tools->Board...->Generic ESP8266 Module

Для версии на обычной Arduino Mega, этот пункт пропускаем.

Далее, выбираем Sketch->Upload

Если все удачно, должны увидеть вот такое окно

Для версии на обычной Arduino Mega, этот пункт пропускаем.

Выключаем 5-й, 6-й и 7-й DIP переключатели, включаем 1-й, 2-й, 3-й и 4-й. Переключатель TX0/RX0 - TX3/RX3 должен стоять в положении TX3/RX3

В меню выбираем Tools->Board...->Arduino/Genuino Mega or Mega 2560

затем Tools->Serial Monitor

В открывшемся окне должны увидеть

Если так - то у нас все получилось Можно ставить Motor Shield и использовать получившуюся КС для управления при помощи приложения Z21 mobile

В случае использования обычной Arduino Mega, сначала устанавливаем на нее Ethernet Shield, а в него уже Motor Shield

ВНИМАНИЕ!!!

Если для питания Motor Shield используется отдельный источник питания, ОБЯЗАТЕЛЬНО перерезать перемычку Vin Connect снизу платы

В случае использования источника питания на 4А, необходимо дополнительно установить перемычки, как показано на рисунке ниже. При использовании источника питания 2А, перемычки можно не ставить и рельсы подключать только к мосту A.

Переходим к настройкам WiFi

В дополнение небольшой "лайф хак" для iOS устройств, чтобы они быстрее подключались по WiFi к ESP

Все. Наслаждаемся коннектом за 2 секунды, вместо минуты.