Dieses Modul des RailFX-Systems steuert eine Einsatzstelle. Dazu gehören vier Blaulicht-Paare, die in unterschiedlichen Geschwindigkeiten blinken können, einem 3-Kanal-Lauflicht, z. B. für Absperrungen, einem Blitzlicht, Fahrzeugbeleuchtung (Scheinwerfer, Rückleuchten) und einer Unfallstellen-Beleuchtung am Abend. Damit lassen sich Feuerwehr und/oder Polizeieinsätze mit dazugehörigen Effekten ausstatten. Dieses Modul verfügt darüber hinaus über eine Sound-Ausgabe per DFPlayer-Mini.

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Schaltplan

Das Modul basiert auf dem Arduino Nano. Vier Blaulicht-Paare sind an die Pins 4, 5, 6, 7, 15 (A1), 16 (A2), 17 (A3), 19 (A5) angeschlossen. Dabei werden die analogen Pins als digitale Pins verwendet. Das 3-Kanal-Lauflicht ist mit den Pins 10, 11, 12 und das Blitzlicht mit Pin 9 verbunden. Nachts wird die Einsatzstelle über den Pin 8 beleuchtet. Gleichzeitig schaltet sich auch eine Fahrzeugbeleuchtung an den Pins 13 und 14 (A0) ein.

Achtung: Am Pin A4 ist das Control-Signal des RailFX Control-Moduls angelegt. Es steuert die Tageszeit und ist zwingend erforderlich.

Bauteile

• Arduino Nano*
• Breadboard und Kabel*
• LEDs
• DFPlayer Mini MP3 Player Modul (Bitte nicht das ähnlich aussehende MP3-TP-16P Modul kaufen)
• MicroSD-Karte
• Lautsprecher
• 15x 220 Ohm Widerstand

Einstellungen im Code

Im Code lassen sich mehrere Einstellungen vornehmen. Diese sind in dem Code-Abschnitt näher erläutert. Es handelt sich im Grunde um die Geschwindigkeiten des Lauflichts und der Blaulichter.

Wie auch bei anderen Modulen mit Sound-Ausgabe wird hier ebenfalls der DFPlayer Mini verwendet. Er spielt MP3- und WAV-Dateien von einer SD-Karte ab. Die SD-Karte muss im FAT16 oder FAT32-Dateisystem formatiert sein. Darüber hinaus müssen sich die Dateien im Ordner »01« befinden und die Dateinamen müssen aufeinander folgend 001.mp3, 002.mp3, 003.mp3 usw. benannt sein. Wie erwähnt, dürfen auch WAV-Dateien verwendet werden: 001.mp3, 002.wav, 003.mp3 …

Ein paar Beispieldateien kann man hier herunterladen.

Die Anzahl der MP3-Dateien muss in der Variable mp3Anzahl angegeben werden. Dazu kann man die Abspieldauer der Dateien über die Variable mp3Dauer spezifizieren. Über mp3Wahrscheinlichkeit kann die Häufigkeit der Sound-Auslösung beeinflussen.

/* ***** ***** Einstellungen ***** ***** */
int lauflichtTimeout = 500;              // Lauflicht Geschwindigkeit (ms) z. B. als Straßenabsperrung
int blitzlichtZeit = 1000;               // Blitzlicht Verzögerung
int lautstaerke = 10;                    // Lautstärke des DFPlayers (0 – 30);
int mp3Anzahl = 2;                       // Anzahl der MP3-Dateien auf der SD-Karte
int mp3Dauer[] = {3, 14};                // Dauer der MP3-Dateien in Sekunden
int mp3Wahrscheinlichkeit = 10;          // Wahrscheinlichkeit, mit der MP3s abgespielt werden, 10 oft, 100 selten

Beim Upload muss man darauf achten, dass das richtige Board im Arduino-Menü ausgewählt ist. Dazu muss ebenfalls im Werkzeuge-Menü im Unterpunkt Prozessor »ATmega328P (Old Bootlaoder)« ausgewählt sein.

Der folgende Programmcode kann mit den oben erwähnten Änderungen einfach kopiert und auf das Arduino-Nano geladen werden.

Code für das RailFX-Einsatzstelle-Modul

/*
     Rail-FX Einsatzstelle-Modul
     StartHardware.org
*/

#include "SoftwareSerial.h"              // Wird für den DFPlayer benötigt
#include "DFRobotDFPlayerMini.h"         // Wird für den DFPlayer benötigt

/* ***** ***** Einstellungen ***** ***** ***** *****  ***** ***** ***** *****  ***** ***** ***** ***** */
int lauflichtTimeout = 500;              // Lauflicht Geschwindigkeit (ms) z. B. als Straßenabsperrung
int blitzlichtZeit = 1000;               // Blitzlicht Verzögerung
int lautstaerke = 10;                    // Lautstärke des DFPlayers (0 – 30);
int mp3Anzahl = 2;                       // Anzahl der MP3 Dateien auf der SD-Karte
int mp3Dauer[] = {3, 14};                // Dauer der MP3 Dateien in Sekunden
int mp3Wahrscheinlichkeit = 10;          // Wahrscheinlichkeit, mit der MP3s abgespielt werden, 10 oft, 100 selten

/* ***** ***** Ab hier beginnt der Programmcode, der nicht angepasst werden muss ***** ***** ***** ***** */

int blaulichtPins[8] = {15, 16, 17, 19, 7, 6, 5, 4}; // Blaulicht Pins
int lauflichtPins[3] = {10, 11, 12};     // Pins des Lauflichts
int fahrzeugbeleuchtungPins[2] = {13, 14}; // Pins der Fahrzeugbeleuchtung
int blitzlichtPin = 9;                   // an diesem Pin ist das Blitzlicht angebracht
int beleuchtungsPin = 8;                 // an diesem Pin ist die Einsatzstellen-Beleuchtung angebracht

/* State Variablen */
int soundState = 0;                      // Status des DFPlayers

int soundRandom;                         // Hilfsvariable für die Soundausgabe
int theSound;                            // Hilfsvariable für die Soundausgabe
int soundPlaying = false;                // Hilfsvariable für die Soundausgabe

/* Speicher-Variablen */
int werbeLed1 = 1;                       // speichert den Zustand der Werbe-LED 1
int werbeLed2 = 1;                       // speichert den Zustand der Werbe-LED 2
int lauflichtPosition = 0;               // speichert die Position des Lauflichts A

/* Timer Variablen */
long lauflichtTimer;
int blaulichtTimer[4] = {800, 700, 650, 730}; // Blaulicht Blitzfrequenz
long soundTimer = 0;                     // Timer des DFPlayers
long soundTimeout = 0;                   // Speichert die Abspieldauer des aktuellen MP3

/* Objekte anlegen */
SoftwareSerial mySoftwareSerial(3, 2);   // RX, TX für den DFPlayer
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;          // DFPlayer Objekt

/* Variablen vom Controlmodul um die Uhrzeit festzustellen*/
boolean receive = false;
boolean receiveStarted = false;
int receiveTimeout = 10;
long receiveTimer = 0;
int receivedTime = 0;
int receivePulse = 0;
int lastReceivePulse = 0;
int receivePin = 18;
int myTime = 0;

#define PAYLOAD_SIZE 2                   // nötig für die Kommunikation zum Master
int uhrzeit = 0;                         // speichert die uhrzeit vom Master-Modul (0 und 255)
byte nodePayload[PAYLOAD_SIZE];          // speichert die Daten vom Master-Modul zwischen

void setup() {
  Serial.begin(115200);                  // started die serielle Kommunikation
  mySoftwareSerial.begin(9600);          // started die serielle Kommunikation für den DFPlayer

  pinMode(blitzlichtPin, OUTPUT);         // Pin für das Blitzlicht
  pinMode(beleuchtungsPin, OUTPUT);       // Pin für die Einsatzstellen-Beleuchtung

  for (int i = 0; i < 2; i++) {           // Für die Anzahl der Fahrzeugbeleuchtung-Pins
    pinMode(fahrzeugbeleuchtungPins[i], OUTPUT);    // Deklariere den Pin als Output
    digitalWrite(fahrzeugbeleuchtungPins[i], HIGH); // Schalte die LED an diesem Pin ab
  }

  for (int i = 0; i < 8; i++) {           // Für die Anzahl der Blaulicht-Pins
    pinMode(blaulichtPins[i], OUTPUT);    // Deklariere den Pin als Output
    digitalWrite(blaulichtPins[i], HIGH); // Schalte die LED an diesem Pin ab
  }

  for (int i = 0; i < 3; i++) {           // Für die Anzahl der Lauflicht-Pins
    pinMode(lauflichtPins[i], OUTPUT);    // Deklariere den Pin als Output
    digitalWrite(lauflichtPins[i], HIGH); // Schalte die LED an diesem Pin ab
  }

  /* DFPlayer Setup */
  Serial.println(F("Initializing DFPlayer ... "));
  if (!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial, false)) {  // nutze softwareSerial um mit dem DFPlayer zu sprechen
    Serial.println(F("Fehler: Prüfe Verbindung zum DFPlayer und SD-Karte"));
  }
  Serial.println(F("DFPlayer Mini online."));
  myDFPlayer.volume(lautstaerke);   // Lautstärke wird zugewiesen

}

void loop() {
  receiveFunction();                // Führe Anweisungen für Empfang aus
  if (receiveStarted == false) {    // Falls gerade keine Daten empfangen werden:
    if (myTime > 22) {              // ***** Später Abend *****
      lauflichtAn();                // Lauflicht einschalten
      blaulichtAn();                // Blaulichter einschalten
      blitzlichtAn();               // Blitzlicht einschalten
      beleuchtungAn();              // Beleuchtung einschalten
      fahrzeugbeleuchtungAn();      // Fahrzeugbeleuchtung einschalten
      soundAn();                    // Sound An
    } else if (myTime > 18) {       // ***** Abend *****
      lauflichtAn();                // Lauflicht einschalten
      blaulichtAn();                // Blaulichter einschalten
      blitzlichtAn();               // Blitzlicht einschalten
      beleuchtungAn();              // Beleuchtung einschalten
      fahrzeugbeleuchtungAn();      // Fahrzeugbeleuchtung einschalten
    } else if (myTime > 12) {       // ***** Nachmittag *****
      lauflichtAn();                // Lauflicht einschalten
      blaulichtAn();                // Blaulichter einschalten
      blitzlichtAn();               // Blitzlicht einschalten
      beleuchtungAus();             // Beleuchtung ausschalten
      fahrzeugbeleuchtungAus();     // Fahrzeugbeleuchtung ausschalten
    } else if (myTime > 9) {        // ***** Vormittag *****
      lauflichtAn();                // Lauflicht einschalten
      blaulichtAn();                // Blaulichter einschalten
      blitzlichtAn();               // Blitzlicht einschalten
      beleuchtungAus();             // Beleuchtung ausschalten
      fahrzeugbeleuchtungAus();     // Fahrzeugbeleuchtung ausschalten
    } else if (myTime > 7) {        // ***** Morgen *****
      lauflichtAn();                // Lauflicht einschalten
      blaulichtAn();                // Blaulichter einschalten
      blitzlichtAn();               // Blitzlicht einschalten
      beleuchtungAus();             // Beleuchtung ausschalten
      fahrzeugbeleuchtungAus();     // Fahrzeugbeleuchtung ausschalten
    } else {                        // ***** Nacht *****
      lauflichtAn();                // Lauflicht einschalten
      blaulichtAn();                // Blaulichter einschalten
      blitzlichtAn();               // Blitzlicht einschalten
      beleuchtungAn();              // Beleuchtung einschalten
      fahrzeugbeleuchtungAn();      // Fahrzeugbeleuchtung einschalten
    }
  }
}

void fahrzeugbeleuchtungAn() {
  digitalWrite(fahrzeugbeleuchtungPins[0], LOW);
  digitalWrite(fahrzeugbeleuchtungPins[1], LOW);
}

void fahrzeugbeleuchtungAus() {
  digitalWrite(fahrzeugbeleuchtungPins[0], HIGH);
  digitalWrite(fahrzeugbeleuchtungPins[1], HIGH);
}

void beleuchtungAn() {
  digitalWrite(beleuchtungsPin, LOW);
}

void beleuchtungAus() {
  digitalWrite(beleuchtungsPin, HIGH);
}

void blaulichtAn() {
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    if (millis() % blaulichtTimer[i] < blaulichtTimer[i] / 2) {
      digitalWrite(blaulichtPins[i * 2], HIGH);
      digitalWrite(blaulichtPins[i * 2 + 1], LOW);
    } else {
      digitalWrite(blaulichtPins[i * 2], LOW);
      digitalWrite(blaulichtPins[i * 2 + 1], HIGH);
    }
  }
}

void blaulichtAus() {
  for (int i = 0; i < 8; i++) {
    digitalWrite(blaulichtPins[i], HIGH);
  }
}

void blitzlichtAn() {
  if (millis() % blitzlichtZeit < 40) {
    digitalWrite(blitzlichtPin, LOW);
  } else {
    digitalWrite(blitzlichtPin, HIGH);
  }
}

void blitzlichtAus() {
  digitalWrite(blitzlichtPin, HIGH);
}

void lauflichtAn() {
  if (lauflichtTimer + lauflichtTimeout < millis()) {
    lauflichtTimer = millis();
    lauflichtPosition++;
    if (lauflichtPosition > 2) {
      lauflichtPosition = 0;
    }
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
      digitalWrite(lauflichtPins[i], HIGH);
    }
    digitalWrite(lauflichtPins[lauflichtPosition], LOW);
  }
}

void lauflichtAus() {
  lauflichtTimer = millis();
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
    digitalWrite(lauflichtPins[i], HIGH);
  }
}

void soundAn() {
  switch (soundState) {
    case 0:
      Serial.println("soundTimer 0");
      soundRandom = random(mp3Wahrscheinlichkeit);
      if (soundRandom < 1) {
        soundState = 1;
        theSound = random(mp3Anzahl) + 1;
        soundTimer = millis();
        soundTimeout = mp3Dauer[theSound - 1] * 1000;
        Serial.print("Playsound: \t\t\t"); Serial.print(theSound); Serial.print("\t\t\t"); Serial.println(soundTimeout);
        myDFPlayer.playFolder(1, theSound); //play specific mp3 in SD:/15/004.mp3; Folder Name(1~99); File Name(1~255)
        soundPlaying = true;
      } else {
        soundTimer = millis();
        soundTimeout = 500;
        soundState = 1;
      }
      break;
    case 1:
      if (soundTimer + soundTimeout < millis()) {
        soundPlaying = false;
        soundState = 0;
      }
      break;
  }
}

void soundAus() {
  if (soundPlaying == true) {
    Serial.println(soundPlaying);
    myDFPlayer.pause();
    soundPlaying = false;
  }
}

/* ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** */

void receiveFunction() {                      // Empfängt die Uhrzeit vom Control-Modul
  receivePulse = digitalRead(receivePin);     // Lies den Empfangspin aus

  if ((receiveTimer + receiveTimeout < millis()) && (receiveStarted == true)) {
    // Bei Timeout und aktivem Empfang
    receiveStarted = false;                   // beende aktiven Empfang
    myTime = receivedTime - 1;                // speichere die empfangene Zeit
    receivedTime = 0;                         // setze die Hilfsvariable zum Zeitempfang zurück
    Serial.println(myTime);                   // serielle Ausgabe
  }
  // falls ein Puls am Empfangspin erfasst wird, der vorher nicht da war
  if ((receivePulse == 0) && (lastReceivePulse == 1)) {
    receiveTimer = millis();                  // starte Timer neu
    if (receiveStarted == false) receiveStarted = true;  // starte aktiven Empfang, wenn noch nicht geschehen
    receivedTime++;                           // es gab einen Puls, also erhöhe die Hilfsvariable zum Zeitempfang
  }
  lastReceivePulse = receivePulse;            // aktuellen Zustand am Pin für nächsten Durchlauf merken
}

Und hier noch ein Video von Silvio dazu. Ich finde, die Umsetzung es ist echt super gelungen:

Wir benötigen Ihre Zustimmung um den Inhalt von YouTube laden zu können.

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