Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Приведення класичної маркильської Z-масштабної залізниці до життя з Arduino

"У мене є цей потяг, який я купив у Німеччині", - сказала Лінн, яка підійшла до мене на поїзді, - і я шукаю когось для мене, щоб побудувати залізницю.

Я відвідав її декілька днів пізніше, і виявив, що у неї є Märklin Mini-Club Z набір вагонів, трек і аксесуари. Вона придбала її в 1978 році як подарунок для свого батька. (На той час поїзди Z були найменшими комерційно доступними). ​​Після смерті поїзд повернувся до неї. Вона ніколи не бачила, як вона біжить, але хотіла вчасно діючу залізницю для своєї партії. Я погодився побудувати їй 15 31 х 31 ″ настільної залізниці, з менш ніж за п'ять місяців, щоб зробити це.

Локомотив

Очищення і тестування локомотива Лінн, все ще в самому пошкодженому оригінальному ящику, було першочерговим завданням. Як давно вона була прооперована? Чи була вона коли-небудь змащена або очищена? Чи був двигун смажений на потужності 12В?

У 1978 році це була найменша модель локомотива, виготовленого в будь-якій точці світу. Після того як я очистив деякі корки з колеса ступає, він побіг чудово.

Я очистив секцію доріжки, з'єднав потужність і підштовхнув двигун. Спочатку відповіді не було. Доторкаючись терміналів 9V батареї прямо до колес отриманих їм повернути невеликий, та над декілька раундів чищення-та-харчування, двигун вмів побігти на його власний. Пізніше, я очистив деякий lint з приладів, та застосував нечисленні краплі нафти до правильних місць.

Електроніка

Будівництво залізниці почалося з дросельної заслінки. У коробці з поїздом був старий масштаб 12-вольтового блоку, подібний до того, який я використовував 30 років тому. Шкала Z працює на максимум 8 вольт.Якщо ви обережніше не повертаєте ручку більш ніж на дві третини під час запуску поїзда, блок живлення працює. Якщо ви забудете ...pffffft. Після пояснення ситуації Lynn, я запропонував побудувати 8-вольтовий дросель, заснований на Arduino, в макет. (Я був, мабуть, трохи розпливчастим у списку особливостей, які я мав на увазі.)

Цей проект виглядав як хороша програма для зондування руху. На поїзді не так багато для поїзду на овальній доріжці, за винятком обходу. За допомогою датчика руху дросель може зупинити поїзд, якщо в кімнаті немає нікого, і запустити його знову, коли вони повернуться. Я вже експериментував з датчиком руху Parallax, але він не призначений для постійної установки в готовому проекті. Невелике дослідження виявило Panasonic 32111, який має широкий шаблон виявлення, цифровий вихід, і чорний корпус, який дискретно виступає через скромне отвір на передній панелі.

Іншою особливістю, яку я хотів включити, була комбінація швидкості та управління напрямком. Ідея об'єднати швидкість і напрямок поїзда в одній ручці здається очевидною, але з якихось причин вона рідко робиться в моделі залізниці. Завдяки роботі Arduino завдання легко перевести положення ручки в швидкість і напрямок - це питання програмування. Контроль використовує потенціометр 10 кОм з центральним фіксатором, як і ручка еквалайзера на стерео. Поверніть ручку в центр, відчуйте «клацання», зупиніть поїзд.

Засновані на Arduino дроселі часто використовують моторні щити, але я використовував інші входи / виводи Arduino, і тільки один двигун для управління. Я вирішив замість цього використовувати чіп L293D, який може обробляти струм близько 400 мА (достатньо для масштабування Z), а також поставляється в DIP-пакеті, який легко використовувати з макетом або парфюмерною дошкою.

Мій Arduino дросельний щит. Основні компоненти: ліворуч за годинниковою стрілкою: контролер двигуна L293D, 10-контактний роз'єм для передньої панелі, гвинтові клеми для освітлення та датчика світла, 2N2222 транзистори для ланцюгів освітлення, 0,4A поліфуз для треків, гвинтові клеми для потужності колії.

Далі: індикатор. У ці дні, який проект електроніки не має повнокольорового світла? Індикатор стану в центрі панелі використовує різні кольори для позначення стану макета: червоний, коли він зупинений, зелений, коли працює, білий, коли сплячий режим увімкнено, вицвітання у фіолетовому кольорі, коли макет наближається до сплячого, синій, коли макет має « Якщо чесно, керування світлодіодом RGB використовує стільки контактів вводу-виводу і рядків коду, скільки керування самим поїздом, але це додає веселому візуальному елементу до залізниці. Дросельна схема також включає дві схеми освітлення структури, кожен з яких має транзистор 2N2222, здатний керувати декількома світлодіодами.

Використовуючи PCB SparkFun ProtoShield як основу для дросельної заслінки, я зібрав датчик руху, потенціометри і світлодіоди на перфорацію для тестування, і тимчасово підключив його до Arduino, на який був завантажений код тесту. Після того як я додав резистор 10K-ом до виходу датчика, схема працювала точно так, як передбачалося.

Після того, як компоненти інтерфейсу користувача були зібрані на дошці, я підготував дизайн для передньої панелі, на якій Front Panel Express оброблявся з 2мм анодованого алюмінію. Коли він приїхав через два тижні, він виглядав чудово і чудово вписувався.

Деревообробка

Дросель та його панель були завершені. Нарешті, настав час перейти до столярної справи. Чому я так довго чекав, щоб почати роботу над самим макетом? Просто - я хотів, щоб дросель був інтегрованою частиною макета. Коротше кажучи, залізниця мала бути встановлена ​​на передній панелі, яка, у свою чергу, була потрібна для того, щоб встановити схему дросельної заслінки. Звучить назад, але це стратегія планування, яка добре працювала для мене в минулих проектах. Крім того, деревообробка дуже проста. Я будую меблі для життя.

Будівництво невеликої стільниці залізниці не сильно відрізняється від будівництва ящика коробки, насправді. Для фасцій я використовував твердий червоний дуб, вибираючи пиломатеріали з особливо сильними зерновими візерунками. Моя звичайна техніка столярних виробів - затиски на кутах, і дадо, щоб тримати палубу. Кролики пропонують достатню поверхню клею, щоб забезпечити спільне з'єднання. З мого dovetailing джига сидів перед мені, але, я opted для більше декоративного погляду dovetailed кути.

Мені подобається поглиблювати панелі приблизно на 1/4 ″ або так у фасцію. Вона не тільки добре виглядає, але й зменшує шанси під час роботи або транспортування панельних компонентів. Виїмка для передньої панелі виконана за допомогою поворотного маршрутизатора, прямого біта і коміра. Під час маршрутизації комір проходить по краях шаблону, і в результаті виходить прямокутна виїмка точного розміру з ідеально прямими краями.

Палубу фрезерували з 1/4 ″ ДВП середньої щільності (МДФ). Оскільки МДФ не має жодних внутрішніх напружень від фанери, він лежить абсолютно рівно, і залишається таким чином, якщо він правильно укріплений.

Щойно готовий туш готовий до залізниці.

Після того, як основна коробка була зібрана, я встановив потік потоку, і сосновий елемент жорсткості до нижньої частини палуби. Кутові блоки також були розмелені і встановлені, щоб забезпечити місця для кріплення пластмасових ніжок пізніше.

Оздоблення було легким. Я передав його співробітникові, який (з попереднім знанням і згодою начальника, звичайно, застосував вибір плями Лінн), а потім розпилював той же лаковий покриття, що використовувався на меблевій продукції компанії. Після закінчення я встановив ноги, потім передню панель і її плату.

Трек

Два найважливіших, але часто пропускаються з уваги, інструменти для якісного планування: пушпинги та консервовані томатні продукти.

Тепер у мене була чиста, плоска палуба, готова до залізниці. Я використовував клей для розпилювання, щоб прикріпити смужки пробки вздовж правої дороги. Після ретельної перевірки секційної доріжки Lynn's Märklin я поклав на пробку бісером клейового пінопластового клейкого пістолета, зашпарувавши його гладко за допомогою ножа для палітри, і розташував доріжку. Я вважаю, що більшість секцій кривої трохи перекриваються (чи від виробництва, чи від використання в минулому, я не впевнений). Без якого-небудь випрямлення, вони мають тенденцію перегинати суглоби, а пізніше викликатимуть неприємності під час операції. Ліберальне використання push-штифтів гарантувало, що доріжка протікала гладко. Для висихання клею потрібно було кілька годин, тому було достатньо часу, щоб відрегулювати вирівнювання доріжки, поки все не стане прямим і гладким.

Декорації

Щоб побудувати гору на моделі залізниці, краще починати зсередини. Доріжці і дорожнє полотно в тунельній зоні дали швидкий шар чорної фарби. У тунельній порожнині був виділений шматок синього пінопласту, розрізаний стрічковою пилкою, а також пофарбований у чорний колір. Верхні вершини гори були ламіновані розпилювальним клеєм, висікали люк для доступу, а решту гори приклеювали в положення.

Я робив грубу різьблення на Styrofoam декорації з гарячим-дротом різаком, розрізаючи це далеко у тонких шарах. Деякі роботи з 36-зернистим наждачним папером уточнювали контури. Я не хвилювався про дрібні вибоїни або шорсткість поверхні; про це буде піклуватися земляний покрив. Великі недоліки були заповнені Sculptamold.

Я кинув скелі з гіпсу, розірвав їх і зібрав їх у виходи, що прилягають до тунельних порталів. Після того, як клей висушився, маленький скульптурний шпунт у шви змішав шматки разом. Каменям давали суміш коричневих і сірих, чорного пальто, і трохи сухого чищення білими, щоб підкреслити світло.

Невелика робота з аерографом допомагала довести ставок і скелі до життя.

Перед тим, як поток і ставок були налиті, я заповнив потік русла з смужками з пінополістиролу, який потім був вирізаний, відшліфований і залатаний, як потрібно. Тонкий шар водянистої штукатурки в шарі ставка згладив її. Я поступово аерографовував ліжко ставка до чорного в центрі, для появи глибини. Декілька столових ложок гравію з парку, забезпечених білим клеєм, надавали руслу потік деяку приємну, кремезну текстуру.

Потік і ставок були створені за допомогою EasyCast - прозорої смоли з двох частин, доступної в магазинах. Я розмістив макет на рівній поверхні, переконався, що русло потоку було щільно текучим, і засунув передню частину макета з лом піни. Процедура змішування всмоктує дрібні бульбашки в смолу, яка може бути викинута відразу після заливання легким диханням на поверхні. Час повного вилікування становить 72 години, але я виявив, що смола після 24 годин більше не є клейкою.

Шар наземної піни допомагає перетворити грудку пінопласту на невеликий шматочок баварських пагорбів.

Чекаючи, поки смола вилікується, я почала намотувати арматуру для дерев з 5-ти поворотів 26-ти сталевого дроту. Половина петлі була закручена щільно в стовбур, інший кінець петлі був відрубаний, а нитки розкинулися на гілки. Арматури були затоплені в банку з плоским латексом і висунулися на лом у пінопласт, щоб висохнути. Після висихання фарби додавали зелене поліефірне волокно, лак для волосся і піну.

Як тільки смола була повністю вилікувана, на ній було нанесено покриття, встановлені тунельні портали, а дерева «посаджено». Дросельний щит, з Arduino Leonardo, був постійно прикріплений до нижньої частини залізниці, а між датчиком світла встановлено між рейки для виявлення присутності поїзда на станції. Коригування коду Arduino дозволило мені пристосувати дросель до характеристик локомотива Lynn.

Станція

Ви вважаєте, що пакет приправ ще добре?

Комплект станції Märklin Wintersdorf знаходився в коробці протягом 35 років, як і раніше, на литників. Частини прийшли сформовані в чотирьох різних кольорах, але я перефарбував деякі з них, щоб поліпшити зовнішній вигляд станції. (Червоний даху глиняної черепиці подивився надто яскравий, наприклад, таким чином це отримало більше вицвілий terra-cotta колір.) Я частково зібрав станцію, але лишав фундамент та дах вільний для моменту.

Для освітлення я вирізав шматок перфорації на першому поверсі, припаяв на поверхневі теплі білі світлодіоди та резистори. З деякими «дротяними» ногами, припаяними до кутів дошки, щоб утримати її на висоті стелі, я засунув ланцюг до станції, разом з деякими чорними паперовими перегородками, щоб обмежити світло належними «кімнатами». були прикріплені клей без розчинника, який гарантує, що станція може бути знову відкрита для будь-якої подальшої роботи.

Останньою хвилиною доповнення до плану освітлення стало світло «диско». Кожен любить світлові ефекти на моделі залізниць - тріскні пожежі, дугові зварювальники, мигалки аварійних автомобілів і так далі. На перфораторі я встановив повнокольоровий світлодіодний пристрій з швидким циклом, який живиться безпосередньо від одного з цифрових контактів Arduino. При трихвилинних інтервалах звичайне світлове приміщення викреслюється, і диско-світло циркулює через його кольори протягом декількох секунд. Я не дихала нічого про це Лінн, коли я доставила залізницю.

Доставка

З встановленою станцією залізниця була готова до партії. Я встановив її на свій журнальний столик, підключив, розташував поїзд, і крутив ручку дросельної заслінки. Двигун вимагав підштовхування протягом кількох раундів, поки рельси були відполіровані. Лінн була в захваті.

Коли ми в'їжджали в їдальню, щоб оглянути інші препарати партії, індикатор статусу став пурпурним, потім синім, і поїзд зупинився перед вокзалом. - Як я можу повернути його назад? - запитала вона.

- Просто йди до нього, - сказав я їй. Вона потрапила на відстані 8 футів від залізниці, і поїзд знову почав рухатися.

Залізниця Лінна в новому будинку.

На вечірці залізниця була хітом. Це не займе багато часу для того, щоб відкрити диско світло. Локомотив Лінн пробіг красиво протягом усього вечора, але натовпи, що фрезерували навколо залізниці, майже не давали можливості продемонструвати особливість руху.

Поділитися

Залишити Коментар