Prehľad
SemOnd2G je riadiaci systém pre semafory na detskom dopravnom ihrisku v Sobranciach. Pre tento projekt vzniklo päť riadiacich jednotiek, ktoré prepájajú vlastnú elektroniku, riadiaci softvér a webové ovládanie.
Projekt ukazuje aj moju prácu so základnou elektronikou: od návrhu zapojenia a plošných spojov cez ovládanie svetiel až po komunikáciu medzi zariadeniami.
Zadanie
Semafory na ihrisku potrebovali nastaviteľné riadenie jednotlivých svetiel a koordináciu viacerých jednotiek. Obsluha mala vedieť pripravovať rôzne križovatky, meniť časovanie a podľa potreby prepínať medzi automatickým a ručným ovládaním.
Dôležitá bola aj jednoduchá obsluha cez počítač alebo telefón pripojený k lokálnej WiFi sieti zariadení.
Riešenie
Vo webovom rozhraní sa križovatka skladá z riadiacich jednotiek a postupnosti krokov. Pre každý krok sa nastavujú zapnuté svetlá a jeho trvanie. V automatickom režime sa postupnosť opakuje; krokové riadenie umožňuje prechádzať medzi stavmi manuálne.
- Automatické, krokové a manuálne riadenie.
- Simulácia vypnutých semaforov blikaním oranžových svetiel.
- Test jednotlivých výstupov a nastavenie ich funkcií.
- Lokálna WiFi komunikácia s riadiacou a pripojenými jednotkami.
- Ukladanie viacerých konfigurácií križovatky a výber aktívnej konfigurácie.
Moja úloha
Navrhol som elektronické zapojenie, plošné spoje a ovládanie reléových výstupov. Vyvíjal som riadiaci softvér aj webové rozhranie a pripravil používateľský návod pre zapojenie, nastavenie a obsluhu zariadení.
Súčasťou projektu bolo prepojenie softvéru s fyzickými svetlami, koordinácia jednotiek a neskoršie prepracovanie riešenia na mikrokontrolér.
Technická realizácia
Elektronika prepája riadiaci modul s posuvným registrom, optočlenmi a tranzistorovým ovládaním relé. Jednotka pracuje s 12 V napájaním a ôsmimi spínanými výstupmi pre svetlá semaforov. K návrhu patria aj fyzické ovládacie prvky, stavové kontrolky a konektory.
Pôvodná verzia používala Raspberry Pi Zero s Linuxom, riadením v Pythone a webovou aplikáciou v PHP, MySQL a Bootstrap. WiFi umožňovala vytvoriť vlastný prístupový bod alebo pripojiť ďalšie jednotky.
Prechod na ESP8266
Pri používaní sa prejavila nestabilita, výpadky a dlhý štart pôvodného riešenia. Raspberry Pi Zero som preto nahradil modulom ESP8266 NodeMCU a riadenie prispôsobil mikrokontroléru.
Na ESP verziu som preniesol aj ovládacie rozhranie. Zachovalo podobný vzhľad a rovnaké funkcie, takže zmena platformy nevyžadovala nový spôsob obsluhy. Pri návrhu išlo o praktickú voľbu platformy podľa prevádzkových skúseností.
Výsledok
Pre detské dopravné ihrisko v Sobranciach vzniklo päť jednotiek na nastaviteľné riadenie semaforov. Obsluha môže pripraviť svetelné sekvencie, upraviť ich časovanie a používať automatické alebo krokové ovládanie.
Projekt spája návrh jednoduchej elektroniky, riadenie zariadení, bezdrôtovú komunikáciu a webové rozhranie do jedného praktického riešenia.
