В данной статье рассмотрена модель управления железнодорожным переездом. Результатом является разработка электрической принципиальной схемы микропроцессорного устройства на аппаратной платформе Arduino Uno R3, в основе которой лежит датчик расстояния HC-SR04. Произведен выбор компонентов устройства.
Ключевые слова: ардуино уно, ж/д переезд, датчик расстояния, сервопривод.
Целью моей работы является моделирование процесса управления железнодорожным переездом.
Для выполнения поставленной задачи необходимы компоненты:
− Контроллер Arduino UNO R3;
− Малая макетная плата для прототипирования;
− Датчик расстояния HC SR04;
− 3 светодиода LED RGB;
− Резистор 220 Ом — 3 шт.;
− Сервомотор;
− Провода.
Arduino — аппаратная вычислительная платформа, основными компонентами которой являются простая плата ввода-вывода и среда разработки на языке Processing/Wiring. Arduino может использоваться как для создания автономных интерактивных объектов, так и подключаться к программному обеспечению, выполняемому на компьютере (например, Adob Flash, Processing, Max (англ.), Pure Data,SuperCollider. Рассылаемые в настоящее время версии могут быть заказаны уже распаянными.
Информация об устройстве платы (рисунок печатной платы) находится в открытом доступе и может быть использована теми, кто предпочитает собирать платы самостоятельно. Arduino и Arduino-совместимые платы спроектированы таким образом, чтобы их можно было при необходимости расширять, добавляя в устройство новые компоненты. Эти платы расширений подключаются к Arduino посредством установленных на них штыревых разъёмов. Существует ряд плат с унифицированным конструктивом.
Основной задачей моего проекта было построение модели железнодорожного переезда на базе Ардуино. В своем проекте я использовал следующие устройства: датчик расстояния HC SR04 (работает в диапазоне от 1 см до 3.5 м); сервопривод SM-S2309S (этот сервопривод использовался в качестве шлагбаума для модели ж/д переезда); стандартные светодиоды с резисторами; плата Ардуино Уно.
Ниже представлен скриншот собранной модели (рис. 1).
Рис. 1. Макетная сборка ж/д переезда в программной среде TinkerCad
Моя модель работает следующим образом. При запуске работы программы сервопривод остается неподвижным и горит один светодиод зеленого цвета. Когда к датчику расстояния приближается объект, как только он попадает в поле видимости датчика, начинает опускаться шлагбаум, гаснет зеленый светодиод и загораются, попеременно моргая, два красных светодиода. Как только объект проедет за датчик расстояния и снова станет вне поля видимости для датчика, шлагбаум поднимется, а красные светодиоды погаснут, при этом запуская зеленый светодиод.
Ниже представлены скриншоты работы модели в определенных ситуациях, описанных выше (рис. 2, рис. 3, рис. 4).
Рис. 2. Работа модели, когда объект приближается, но еще вне поля видимости датчика расстояния
![](https://moluch.ru/blmcbn/57587/57587.003.png)
Рис. 3. Работа модели, когда приближающийся объект попал в поле видимости для датчика
Рис. 4. Работа модели, когда приближающийся объект проехал за датчик расстояния
Ниже представлен листинг программы.
Заключение
В данной работе я ставил перед собой задачи создания рабочего прототипа железнодорожного переезда на основе сервопривода, регулируемого платформой Ардуино в зависимости от показаний датчика расстояния. Данная цель была выполнена.
Литература:
- Соммер, У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino. — СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 256 с. ил — (Электроника)
- Момот, М. В. Мобильные роботы на базе Arduino. 2-е издание. — СПб.: БХВ-Петербург, 2018. — 336 с. ил.
- Белов, А. В. Программирование ARDUINO. Создаем практические устройства + виртуальный диск. — СПб.: Наука и Техника, 2018.— 272 с., ил.
- Иго, Т. Arduino, датчики и сети для связи устройств: Пер. с англ. — 2-е изд. — СПб.: БХВ-Петербург, 2015. — 544 с.: ил.
- Петин, В. А. Проекты с использованием контроллера Arduino. — БХВ-Петербург, 2014. — 400 с.