Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Donijeti klasičnu Marklin Z-Scale Model željeznicu u život s Arduino

"Imam vlak koji sam kupio u Njemačkoj", reče Lynn, koja mi se obratila na sajmu vlaka, "a ja tražim nekoga tko će mi napraviti željeznicu."

Posjetio sam je nekoliko dana kasnije i otkrio da ima Märklin Mini-Club Z vlak, trag i pribor. Kupila ju je 1978. godine kao dar za oca. (U to vrijeme, Z vlakovi su bili najmanji komercijalno dostupni.) Nakon što je umro, vlak joj se vratio. Nikad je nije vidjela kako trči, ali je na vrijeme željela željezničku prugu za svoju zabavu za umirovljenje. Složio sam se da ću joj izgraditi željezničku prugu od 15 ″ x 31 inča, s manje od pet mjeseci.

Lokomotiva

Čišćenje i testiranje Lynnina lokomotiva, još uvijek u njegovoj izvornoj kutiji, bila je rani prioritet. Koliko je davno prošlo? Je li ikad bio podmazan ili očišćen? Je li motor bio pržen naponom od 12V?

Godine 1978. to je bio najmanji model lokomotive proizveden bilo gdje u svijetu. Nakon što sam očistio koru s kotača, trčala je dobro.

Očistio sam dio kolosijeka, priključio struju i gurnuo motor. Isprva nije bilo odgovora. Dodirivanje terminala 9V baterije izravno na kotače dovelo ih je do malog okretanja, a tijekom nekoliko krugova čišćenja i pogona motor je mogao samostalno raditi. Kasnije sam očistio malo vlakna iz zupčanika i naneo nekoliko kapi ulja na odgovarajuće mjesto.

Elektronika

Izgradnja željeznice započela je gasom. U kutiji s vlakom nalazio se stari 12-voltni agregat N, kao i onaj koji sam koristio prije 30 godina. Z skala radi na maksimalno 8 volti. Ako pazite da ne okrenete ručku više od dvije trećine dok vodite vlak, napajanje radi. Ako zaboravite ...pffffft. Nakon što sam objasnila situaciju Lynn, ponudila sam izgraditi 8-voltni gas, temeljen na Arduinu, u rasporedu. (Možda sam bio malo nejasan na popisu značajki koje sam imao na umu.)

Ovaj je projekt izgledao kao dobra aplikacija za detekciju pokreta. Vlaku ne treba mnogo na ovalnom kolosijeku osim u obilazak. S senzorom pokreta, prigušnica može zaustaviti vlak ako nema nikoga u sobi i pokrenuti ga ponovo kad se vrate. Već sam eksperimentirao s Parallaxovim senzorom pokreta, ali zapravo nije dizajniran za trajnu instalaciju u gotovom projektu. Malo istraživanje pokazalo je Panasonic 32111, koji ima široki uzorak detekcije, digitalni izlaz i crno tijelo koje diskretno strši kroz skromni otvor na prednjoj ploči.

Još jedna značajka koju sam želio uključiti bila je kombinacija brzine i kontrole smjera. Ideja da se brzina i smjer vlakova povežu zajedno u jedan gumb izgleda očigledno, ali iz nekog razloga, rijetko je učinjeno u modelu željeznice. S Arduinom, posao je jednostavan - prevođenje položaja gumba u brzinu i smjer je stvar programiranja. Upravljački uređaj koristi potenciometar s 10K ohmom s središnjim zadržavanjem, kao i gumb za izjednačavanje na stereo uređaju. Okrenite gumb na sredinu, osjetite „klik“, zaustavite vlak.

Arduino-bazirani gasovi često koriste motorne štitove, ali sam imao druge namjene za Arduino-ine I / O-pinove i samo jedan motor za kontrolu. Umjesto toga, odlučio sam koristiti čip L293D, koji može nositi oko 400mA struje (dosta za Z ljestvicu), a dolazi u DIP paketu koji je jednostavan za korištenje s matičnom pločom ili perfboardom.

Moj Arduino štit za gas. Glavne komponente, u smjeru kazaljke na satu s gornje lijeve strane: L293D kontroler motora, 10-polna utičnica za prednju ploču, vijčane stezaljke za osvjetljenje i svjetlosni senzor, 2N2222 tranzistori za rasvjetne krugove, 0.4A polifuzu za snagu traga, vijčane stezaljke za snagu traga.

Sljedeći korak: svjetlosni pokazivač. Ovih dana, što je projekt elektronike bez svjetla u boji? Indikator statusa u središtu ploče koristi različite boje za označavanje stanja izgleda: crveno kada je zaustavljeno, zeleno kada se izvodi, bijelo kada je omogućen način mirovanja, blijedi na ljubičasto dok se raspored približava stanju mirovanja, plavi kada izgled izgleda Da budem iskren, kontroliranje RGB LED-a koristi onoliko I / O-pinova i linija koda koliko i sama kontrola vlaka, ali željeznici dodaje zabavni vizualni element. Krug za gas također uključuje dva strujna sklopa za rasvjetu, svaki s tranzistorom 2N2222 koji može voziti nekoliko LED-ova.

Koristeći SparkFun ProtoShield PCB kao osnovu za štit od prigušnice, sklopio sam senzor pokreta, potenciometre i LED diode na perfboard za testiranje i privremeno ga povezao s Arduinom, na koji je postavljen neki testni kod. Nakon što sam dodao 10K-ohm padajući otpornik na izlaz senzora, sklop je radio točno onako kako je i bilo namijenjeno.

Nakon što su komponente korisničkog sučelja sastavljene na njihovoj ploči, nacrtao sam dizajn prednje ploče, koju je Front Panel Express izrađivao od 2mm eloksiranog aluminija. Kada je stigao dva tjedna kasnije, izgledao je sjajno i savršeno se uklapao.

drveta

Plin i njegova ploča sada su dovršeni. Napokon, došlo je vrijeme za prelazak na stolariju. Zašto sam toliko dugo čekala da počnem raditi na samom izgledu? Jednostavno - htjela sam da gas bude sastavni dio rasporeda. Ukratko, željeznička pruga trebala je biti postavljena na prednju ploču, što je zahtijevalo postavljanje sklopa prigušne zaklopke.Zvuči unatrag, ali to je strategija planiranja koja mi je dobro poslužila u prošlim projektima. Osim toga, obrada drveta je jednostavna. Izrađujem namještaj za život.

Izgradnja male stropne željeznice nije mnogo drugačija od izgradnje ladice, zapravo. Za fascije, koristio sam čvrsti crveni hrast, odabirući drvnu građu s posebno jakim zrnatim uzorcima. Moja uobičajena tehnika stolarije je zeca na uglovima i dado za držanje palube. Rabbets nudi dovoljno površine ljepila kako bi se osigurao spoj koji će ostati zajedno. Budući da je ispred mene sjedila moja spojnica, ipak sam se odlučio za dekorativniji izgled uglova.

Volim udubiti ploče oko 1/4 ″ ili oko u fasciju. Ne samo da izgleda dobro, nego i smanjuje vjerojatnost da će komponente panela biti zahvaćene tijekom rada ili transporta. Udubljenje za prednju ploču bilo je izvedeno s potopnim usmjerivačem, ravnim nastavkom i ogrlicom. Prilikom usmjeravanja, ovratnik se kreće prema rubovima predloška, ​​a rezultat je pravokutno udubljenje točno veličine s savršeno ravnim rubovima.

Paluba je mljevena od 1/4 (srednje gustoće (MDF). Budući da MDF nema nikakvih unutarnjih naprezanja od šperploče, leži savršeno ravan i tako ostaje tako dugo dok je ispravno učvršćen.

Svježe gotovi trup spreman je za željeznicu.

Nakon što je osnovna kutija bila sastavljena, postavila sam korito potoka i član ukrućenja bora na donju stranu palube. Kutni blokovi su također brušeni i ugrađeni, kako bi se kasnije osigurala mjesta za pričvršćivanje plastičnih nogu.

Završavanje je bilo lako. Predao sam ga suradniku, koji je (uz prethodno znanje i pristanak gazde), naravno, primijenio Lynnin izbor mrlje, a zatim poprskao isti lak koji se koristio na proizvodima tvrtke. Nakon što sam završio, postavila sam stopala, zatim prednju ploču i njegovu pločicu.

Staza

Dva bitna, ali često zanemarena, alata za kvalitetno polaganje: gume i konzervirane proizvode od rajčice.

Sada sam imao čistu, ravnu palubu, spremnu za željeznicu. Koristio sam ljepilo za raspršivanje kako bih pričvrstio trake od pluta duž pravca puta. Nakon što je pažljivo pregledala Lynnovu sekcijsku stazu Märklin, položila sam zrnce ljepila od pjenastog pijeska na čep s pištoljem za brtvljenje, gladila ga je glatko s nožem za palete i postavila stazu. Otkrio sam da je većina dijelova krivulje malo pretjerano zakrivljena (bilo da se radi o proizvodnji ili uporabi u prošlosti, nisam siguran). Bez izravnavanja, oni bi imali tendenciju prevrtanja zglobova i kasnije izazvali probleme tijekom rada. Liberalna uporaba potisnih osigurača osigurala je da staza teče glatko. Ljepilo je trebalo nekoliko sati da se osuši, tako da je bilo dovoljno vremena za podešavanje trase dok sve nije ravno i glatko.

dekoracije

Za izgradnju planine na modelu željeznice najbolje je krenuti iznutra. Stazi i postolje na cesti u području tunela dobili su brzi sloj crne boje. U tunelskoj šupljini je bio označen komad plavog stiropora, izrezan s tračnom pilom, a također obojen u crno. Gornji slojevi planine bili su laminirani ljepilom za prskanje, izlazni otvor bio je izrezan, a ostatak planine zalijepljen na mjesto.

Napravio sam grubu rezbariju na stiropornom pejzažu s rezačem vruće žice, rezanjem u tanke slojeve. Neki rad sa 36-brusnim brusnim papirom poboljšali su konture. Nisam se brinuo zbog malih udubljenja ili hrapavosti na površini; pokrivač zemlje bi se za to pobrinuo. Veliki nedostaci bili su ispunjeni Sculptamold-om.

Bacio sam kamenje s gipsa, razlomio ih i ponovo sastavio u izbočine uz portale tunela. Nakon što je ljepilo osušeno, mali Sculptamold ušiljen u šavove spojio je dijelove zajedno. Stijene su dobile mješavinu smeđih i sivih tonova, crni ogrtač za pranje i malo suho četkanje s bijelim kako bi se izdvojili vrhunci.

Malo rada s airbrushom pomoglo je oživjeti ribnjak i stijene.

Prije izlijevanja potoka i jezera, napunio sam korito potoka trakama od stiropora, koje su zatim bile izrezbarene, brušene i zakrpane po potrebi. Tanak sloj vodenastog žbuke u koritu ribnjaka izravnao ga je. Postao sam postepeno crveni u sredini, kako bih vidjela dubinu. Nekoliko žlica šljunka iz parka, osigurano bijelim ljepilom, dalo je koritu potoka nekakvu lijepu, zrnastu teksturu.

Struja i ribnjak stvoreni su s EasyCastom, dvodijelnom čistom smolom koja je dostupna u trgovinama. Postavio sam tlocrt na ravnu površinu, pobrinuo se da korito potoka bude fluidno, i zakopčao je prednji rub tlocrta komadićem pjene. Postupak miješanja ubacuje fine mjehuriće u smolu, što se može odmah nakon izlijevanja jednostavno izbaciti laganim disanjem na površinu. Vrijeme potpunog izlječenja je 72 sata, ali otkrio sam da smola više nije ljepljiva nakon 24 sata.

Sloj tlačne pjene pomaže pretvoriti komad stiropora u mali komad bavarskih brda.

Dok sam čekao da se smola izliječi, počela sam namotavati armature za drveće s oko 5 zavoja žičane čelične žičane mreže. Polovica petlje bila je uvrnuta u prtljažnik, drugi kraj petlje je odrezan, a pramenovi rašireni u grane. Armatura je bila nataknuta u limenku s ravnim lateksom, a zatim se zabila u komad stiropora kako bi se osušio. Nakon sušenja boje, lišće je dodano zelenim poliesterskim vlaknima, lakovima za kosu i pjenom.

Nakon što je smola u potpunosti izliječena, pokriven je tlo, postavljeni su tuneli, a stabla "posađena". Štitnik gasa s Arduinom Leonardom trajno je pričvršćen za donju stranu željeznice, a svjetlosni senzor postavljen između tračnice kako bi otkrili prisutnost vlaka na stanici. Prilagodbe Arduino koda omogućile su mi da prilagodim gas karakteristikama Lynn-ove lokomotive.

Stanica

Mislite li da je pakiranje začina još uvijek dobro?

Komplet Märklin Wintersdorf bio je u kutiji već 35 godina, još uvijek na smrekama. Dijelovi su bili oblikovani u četiri različite boje, ali neke sam ih prefarbala kako bih poboljšala izgled postaje. (Crvena boja krovnog glinovitog krova izgledala je previše svijetlo, tako da je dobila više izblijedjele terakote boje.) Delimično sam sastavila postaju, ali na trenutak sam ostavila temelj i krov labavim.

Za rasvjetu sam izrezao komad perfboarda kako bi se uklopio u prvi kat, i zalemio na površinski montirane toplo bijele LED diode i otpornike. S nekim žičanim “nogama” zalemljenim na uglove ploče kako bi ga držali na visini stropa, ja sam gurnuo strujni krug u stanicu, zajedno s nekim pregradama od crnog papira kako bi se svjetlo ograničilo na odgovarajuće “sobe”. Temelj i krov su pričvršćene ljepilom bez otapala, što osigurava da se stanica može ponovno otvoriti za bilo koji daljnji rad.

Dodatak rasvjete u zadnji tren bio je "disco" svjetlo. Svatko voli svjetlosne efekte na modelima željezničkih pruga - pucketanje vatre, zavarivače luka, bljeskove vozila u nuždi i tako dalje. Na perfardu sam instalirao svjetleći dio u boji s brzim vožnjama, napajan izravno s jednog od digitalnih pinova tvrtke Arduino. U intervalima od tri minute, redovno svjetlo u prostoriji blijedi, a disko svjetlo kruži kroz njegove boje nekoliko sekundi. Nisam ispričao ni riječ Lynn kad sam isporučio željeznicu.

dostava

Nakon što je postaja instalirana, željeznica je bila spremna za zabavu. Stavio sam je na njezin stolić za kavu, uključio ga, postavio vlak i okrenuo ručicu gasa. Motor je zahtijevao guranje nekoliko krugova, sve dok se tračnice nisu polirale. Lynn je bila oduševljena.

Kad smo ušli u njezinu blagovaonicu kako bismo pregledali druge pripreme za zabavu, svjetlo statusa je postalo ljubičasto, a zatim plavo, a vlak se zaustavio ispred stanice. "Kako ću je ponovno uključiti?"

"Samo idi prema njemu", rekao sam joj. Stigla je na oko dva metra od željeznice, a vlak se ponovno pokrenuo.

Lynnova željeznica u svom novom domu.

Na zabavi je željeznica bila hit. Nije trebalo dugo da se otkrije disko svjetlo. Lynnina lokomotiva lijepo je trčala cijelu večer, ali gužve koje su se kretale oko željeznice nisu pružile gotovo nikakvu mogućnost da pokažu značajku osjetila pokreta.

Udio

Ostavite Komentar