Arduino自动列车控制器 – 可编程调度/加减速/双向运行

极简物料

• Arduino UNO/Nano/MEGA任意型号 ×1
• L298N双H桥驱动模块 ×1（含5V稳压输出可供Arduino）
• 直流轨道电源（12-18V/1A+）
• 跳线若干

核心功能

• 时序调度：通过修改代码数组定义“启动-运行-停车-折返”全周期
• 平滑加减速：PWM阶跃控制，模拟真实列车惯性
• 自动换向：翻转H桥输入逻辑实现往返
• 即插即运：上电自动执行，无需按键干预

接线图解

L298N → Arduino：

• ENA（PWM调速） → D5
• IN1（方向） → D6
• IN2（方向） → D7
• 电机两端子 → 列车轨道两股轨
• 电源输入 → 外部12V，5V输出接Arduino VIN（或USB供电）

调度代码详解

// 可调参数
int brakingDelta = 5;    // 减速步进（数值越大越急）
int accelerateDelta = 6; // 加速步进

// 调度计数器（秒）
int counterScheduler = 0;
unsigned long timerScheduler = 0;

void loop() {
  // 1秒心跳更新计数器
  if (millis() > timerScheduler + 1000) {
    counterScheduler++; timerScheduler = millis();
  }

  // ---- 阶段1: 0-5秒 加速启动 ----
  if (counterScheduler <= 5) {
    rampUp(accelerateDelta);  // 逐步增PWM至255
  }
  // ---- 阶段2: 10-15秒 减速停车 ----
  if (counterScheduler >= 10 && counterScheduler <= 15) {
    rampDown(brakingDelta);   // 逐步降PWM至0
  }
  // ---- 阶段3: 16秒 换向 ----
  if (counterScheduler == 16) {
    digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, HIGH); // 反向
  }
  // ---- 阶段4: 20-30秒 反向运行 ----
  if (counterScheduler >= 20 && counterScheduler <= 30) {
    rampUp(accelerateDelta);
  }
  // ---- 阶段5: 31-40秒 停车 ----
  if (counterScheduler >= 31 && counterScheduler <= 40) {
    rampDown(brakingDelta);
  }
  // ---- 阶段6: 40秒+ 循环 ----
  if (counterScheduler > 40) {
    counterScheduler = 0;
    digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW); // 恢复正向
  }
}

void rampUp(int delta) {
  if (millis() > timerLocal + 100) { // 100ms周期
    speedAuto = min(speedAuto + delta, 255);
    analogWrite(ENA, speedAuto);
    timerLocal = millis();
  }
}
void rampDown(int delta) {
  if (millis() > timerLocal + 100) {
    speedAuto = max(speedAuto - delta, 0);
    analogWrite(ENA, speedAuto);
    timerLocal = millis();
  }
}

自定义时刻表指南

修改if判断区间即可任意编排：

• 增加中途停站：插入rampDown→delay→rampUp区间
• 变速运行：分段设定不同accelerateDelta
• 多列车协同：增设第二路L298N，错峰调度

进阶方向

1. 加入红外/霍尔传感器实现定点停车闭环
2. 蓝牙模块+手机App可视化编辑时刻表
3. 声效模块播放启动/汽笛/轨道咔哒声
4. 供电升级：DCC数字编码信号叠加供电，兼容商业模型