Central DCC Digital para Ferrocarril Modelo con Arduino y App Android Gratuita

Componentes y Suministros

Componente	Cantidad	Notas
Arduino Pro Mini 328 5V/16MHz (SparkFun)	1
Driver H-Bridge LMD18200T	1	3A, incluye disipador
PCB Personalizada	1	Disponible en eBay
Regulador Lineal 7805 (5V)	1
Diodo Zener 3.6V 0.5W (1N4732A)	1
Módulo Bluetooth HC-06	1	Solo esclavo (slave)
Resistencia 0.1Ω 2W (sentido corriente)	1	Protección sobrecorriente
Condensador 220µF 16V	1
Condensador 10µF 16V	1
Condensador Cerámico 0.1µF	3
Resistencia 10kΩ	2
Resistencia 4.7kΩ	1
Terminal Tornillo 2 Pos. 3.5mm	1	Alimentación vías
Terminal Tornillo 6 Pos. 2.54mm	1	Conexiones varias
Zócalo Hembra 4 Pines 2.54mm	1	Para HC-06
Zócalo Hembra 12 Pines 2.54mm	2	Para Arduino Pro Mini

Aplicaciones y Servicios Online

• LocoMotive (gratis) – Google Play Store, Android 4.1+
• LocoMotive DCC (pago, £5+IVA) – Incluye lectura/escritura CV 1-255

Descripción del Proyecto

¿Qué hace único a este sistema? Un circuito electrónico muy simple genera la señal DCC y potencia la vía, pero la App hace el trabajo pesado: el smartphone construye los paquetes de instrucciones NMRA, simplificando drásticamente el código del Arduino.

Actualizaciones:

• Ago 2019: App "LocoMotive DCC" con lectura/escritura CV 1-255 (£5.99).
• May 2019: App mejorada: hasta 28 funciones con títulos editables, visibilidad y modo momentáneo. Control de 4 locos simultáneos con barras de velocidad (£3+IVA).
• Feb 2019: Mejora antena HC-06: hilo de cobre sólido 31.2mm (λ/4 a 2.4GHz) soldado a la antena del módulo.
• Ene 2019: Opción momentánea en F2/F3 para bocinas, velocidad máxima predefinida por loco.

Características Principales

• Control de 1 a 20 locomotoras
• Ideal para layouts pequeños/medianos
• 2A continuos → hasta 16 locos HO/OO con LMD18200
• Extensible con H-bridge de mayor corriente
• Protección cortocircuito y sobrecorriente ajustable (corte a 2A)
• Luces y dirección
• Funciones F1-F8 (nombres, visibilidad, momentáneo editables)
• Desvíos/accesorios: hasta 8 pares de salidas (nombres editables)
• Nombres personalizados por loco + velocidad máxima individual
• Programación CV1 (dirección) y lectura/escritura CV 1-255 (versión Pro)
• Direcciones accesorios personalizables
• Fuente DC 12-20V según escala (Z/N/HO/O/G)

Coste total ~20£ (componentes eBay). App gratuita "LocoMotive" en Play Store.

Paso 1: Sketch Arduino

El loop principal recibe cadenas de texto terminadas en '\n' desde Bluetooth. Si empiezan con "D", decodifica paquete DCC (3 o 4 bytes).

void loop() {
  if(bluetooth.available() > 0) {
    inString = bluetooth.readStringUntil('\n');
  }
  if (inString.substring(0,1) == "D") { string(); }
  delay(20);
}

La función string() parsea la cadena y coloca cada byte en su posición en el paquete DCC.

Ejemplos:

• DD, 3, 63, 12, 48, → Paquete 4 bytes velocidad: Loco 3, pasos velocidad, velocidad loco, XOR.
• DD, 1, 129, 128, → Paquete 3 bytes función: Loco 1, F1 ON, XOR.

Estándar NMRA S-9.2.1: PDF.

El LMD18200 requiere señal DCC en pin DIR y pin PWM en HIGH.

Paso 2: Diagrama Fritzing y Lista de Componentes

Notas de montaje:

• PCB disponible en eBay.
• Conexiones HC-06: Rx↔Rx, Tx↔Tx (no cruzadas).
• Antena HC-06: hilo cobre 31.2mm (λ/4) soldado y aislado con funda termorretráctil.
• Protección sobrecorriente: resistencia 0.1Ω en pin sense del LMD18200 → entrada analógica A0. Código monitoriza y corta (pin 13 HIGH → Brake) si >2A. Precisión ~50mA/paso.
• Envío de consumo a la App cada segundo por Bluetooth.

// Protección sobrecorriente
if(C > 2000) { // 2 Amps
  Serial.println("Over Current");
  digitalWrite(13, HIGH); // Brake HIGH
}

// Envío corriente cada segundo
void send_c() {
  if(millis() - lastmillis >= 1000) {
    bluetooth.write(sensorValue); bluetooth.write('c');
    lastmillis = millis();
  }
}

Paso 3: App Android

• Versión gratuita: LocoMotive (Play Store)
• Versión Pro: LocoMotive DCC (Play Store, £5.99) – CV 1-255 R/W
• Instrucciones adjuntas para versión Pro.

Código Arduino Completo

Archivo: locomotive_dcc_sep19.ino (incluye: recepción Bluetooth, generación DCC por interrupción Timer2, gestión paquetes idle/velocidad/función/CV, protección corriente, programación CV1 y CVs genéricas).

// 1 Sep 2019 - Sketch para App 'Locomotive DCC' con LMD18200
// Incluye lectura/escritura CV
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial bluetooth(8,9); // RX, TX

// ... [Variables globales, definiciones Timer2, máquina de estados DCC] ...

void SetupTimer2() {
  TCCR2A = 0;
  TCCR2B = (0<<CS22)|(1<<CS21)|(0<<CS20); // Prescaler /8 → 2MHz
  TIMSK2 = 1<<TOIE2; // Overflow interrupt
  TCNT2 = TIMER_SHORT; // 58µs
}

ISR(TIMER2_OVF_vect) {
  // Genera señal DCC en pines 5 (DIR) y 6 (PWM) para LMD18200
  // Máquina de estados: PREAMBLE → SEPARATOR → SEND BYTE
  // Maneja preámbulo (16 o 24 unos), byte de datos, bit a bit
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  analogReference(INTERNAL); // 1.1V ref para medición corriente
  pinMode(13, OUTPUT); // Brake
  bluetooth.begin(9600);
  DDRD = B01100000; // Pines 5,6 como salida
  SetupTimer2();
  digitalWrite(6, LOW); digitalWrite(13, HIGH); // Puente apagado
}

void current() {
  // Promedia 5 lecturas A0, convierte a mA (0.1Ω → 10.8mA/paso con ref 1.1V)
  // Si >2000mA → frena y avisa por Bluetooth
}

void loop() {
  // Recepción comandos Bluetooth:
  // "D..." → paquete DCC (string())
  // "C" → reset sobrecorriente (DCC ON, Brake OFF)
  // "G" → solicitud corriente actual
  // "A" → programación CV1
  // "get..." → lectura CV genérica
  // "add..." → escritura CV genérica
  // "V" → confirmación CV1
  // "E" → parada emergencia (DCC OFF, Brake ON)
}

// Funciones auxiliares: string(), assemble_3/4_byte(), cv_read(), cv_write(),
// cv_calc(), reset_packet(), page_preset_packet(), cv1_write_packet(),
// cv_verify0/1_packet(), valid_packet(), repeat_cv_write()

Piezas Personalizadas y Carcasas

Esquemáticos

• Circuito receptor Bluetooth / Amplificador H-Bridge: bluetooth_android_dcc_lmd18200_S8NTVsI4LY.fzz (Fritzing)
• Instrucciones App