RC Four Wheel Ground Rover. 11 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:53

Սա «Մոնոլիտ անիվների վրա» է (շնորհիվ Սթենլի Կուբրիկի: D)

Իմ երազանքներից էր հեռակառավարվող գետնագնաց սարքելը այն ժամանակվանից, երբ ես սկսեցի աշխատել էլեկտրոնիկայի հետ, քանի որ անլար բաներն ինձ միշտ գրավում էին: Ես չունեի բավականաչափ ժամանակ և գումար ՝ մեկը կառուցելու համար, մինչև իմ քոլեջի ծրագրի համար: Այսպիսով, ես կառուցեցի չորս անիվային ռովեր իմ վերջին տարվա նախագծի համար: Այս ուսանելի հոդվածում ես կբացատրեմ, թե ինչպես եմ ես օգտագործել հին ուժեղացուցիչի պատյանը `ռովերը զրոյից կառուցելու համար և ինչպես պատրաստել ռադիոակարգավորիչը:

Սա չորս անիվի գրունտային ռովեր է, չորս առանձին շարժիչ շարժիչներով: Շարժիչի վարորդի սխեման հիմնված է L298N- ի շուրջ, իսկ ՌԴ -ի հսկողությունը հիմնված է Holtek կիսահաղորդչից HT12E և HT12D զույգի վրա: Այն չի օգտագործում Arduino կամ որևէ այլ միկրոկոնտրոլեր: Իմ պատրաստած տարբերակը օգտագործում է էժան 433 ՄՀց ISM տիրույթի ASK հաղորդիչ և ընդունիչ զույգ անլար աշխատանքի համար: Ռովերը վերահսկվում է չորս կոճակով, իսկ վարման մեթոդը `դիֆերենցիալ շարժիչ: Վերահսկիչի բաց տարածության սահմանը մոտ 100 մ է: Եկեք հիմա սկսենք կառուցել:

(Բոլոր պատկերները բարձր լուծման մեջ են: Բացեք դրանք նոր ներդիրում ՝ բարձր ռեզոնանսների համար):

Քայլ 1: Պահանջվում են մասեր և գործիքներ

• 4 x 10 սմ x 4 սմ անիվներ ՝ 6 մմ անցքերով (կամ նրանք, որոնք համատեղելի են ձեր ունեցած շարժիչների հետ)
• 4 x 12V, 300 կամ 500 RPM շարժիչներ `6 մմ լիսեռով
• 1 x Հարմար չափի մետաղյա պատյան (ես նորից օգտագործեցի հին մետաղյա պատյան)
• 4 x L ձևի շարժիչի սեղմակներ
• 2 x 6V 5Ah, կապարաթթու մարտկոցներ
• 1 x 9V մարտկոց
• 1 x L298N Motor Driver Board կամ մերկ IC
• 1 x 433 ՄՀց հաղորդիչ
• 2 x 433 ՄՀց ընդունիչ (համատեղելի է)
• 4 x 12 մմ կոճակներ
• 1 x DC բարելի խցիկ
• 1 x HT12E
• 1 x HT12D
• 1 x CD4077 Quad XNOR Gate IC
• 1 x CD4069 Quad NOT Gate IC
• 4 x 100uF էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ
• 7 x 100nF կերամիկական կոնդենսատորներ
• 4 x 470R դիմադրիչներ
• 1 x 51K դիմադրություն (կարևոր)
• 1 x 680R դիմադրություն
• 1 x 1M Resisitor (կարևոր)
• 1 x 7805 կամ LM2940 (5V)
• 1 x 7809
• 3 x 2 պին պտուտակային տերմինալներ
• 1 x SPDT Rocker անջատիչ
• 1 x Matte Black Paint
• LED, լարեր, սովորական PCB, IC վարդակներ, անջատիչներ, հորատիչ, Dremel, ավազի թղթեր և այլ գործիքներ

Մասեր, ինչպիսիք են շարժիչները, անիվները, սեղմակները և այլն, կարող են ընտրվել ըստ ձեր պահանջների:

Քայլ 2: Շարժիչային վարորդի սխեմատիկ

HT12D- ն 12-բիթանոց ապակոդավորիչ է, որը հաջորդական մուտքային-զուգահեռ ելքային ապակոդավորիչ է: HT12D- ի մուտքի քորոցը միացված կլինի ընդունիչին, որն ունի սերիական ելք: 12 բիթերի շարքում 8 բիթը հասցեի բիթեր են, և HT12D- ն մուտքի ապակոդավորում կկատարի միայն այն դեպքում, եթե մուտքային տվյալները համապատասխանեն նրա ընթացիկ հասցեին: Սա օգտակար է, եթե ցանկանում եք բազմաթիվ սարքեր աշխատել նույն հաճախականությամբ: Հասցեի արժեքը սահմանելու համար կարող եք օգտագործել 8 փինանոց DIP անջատիչ: Բայց ես դրանք ուղղակիորեն զոդեցի GND- ին, որը տալիս է 00000000 հասցեն: HT12D- ն այստեղ աշխատում է 5 Վ լարման տակ, իսկ Rosc արժեքը `51 KΩ: Ռեզիստորի արժեքը կարևոր է, քանի որ այն փոխելը կարող է խնդիրներ առաջացնել վերծանման հետ:

433 ՄՀց ստացողի ելքը միացված է HT12D- ի մուտքին, իսկ չորս ելքերը ՝ L298 2A երկակի H-Bridge կամուրջին: Վարորդին անհրաժեշտ է ջերմամեկուսիչ `ջերմության ճիշտ հեռացման համար, քանի որ այն կարող է շատ տաքանալ:

Երբ ես սեղմում եմ հեռակառավարման վահանակի Ձախ կոճակը, ցանկանում եմ, որ M1 և M2- ը գործեն M3- ի և M4- ի հակառակ ուղղությամբ և հակառակը `աջ աշխատանքի համար: Forward շահագործման համար բոլոր շարժիչները պետք է աշխատեն նույն ուղղությամբ: Սա կոչվում է դիֆերենցիալ շարժիչ և այն է, ինչ օգտագործվում է մարտական տանկերում: Հետևաբար, մեզ հարկավոր է ոչ միայն մեկ քորոց, այլ միաժամանակ չորս: Դա հնարավոր չէ հասնել SPST կոճակներով, որոնք ես ունեմ, եթե չունեք SPDT անջատիչներ կամ ջոյսթիք: Դուք դա կհասկանաք ՝ նայելով վերևում ներկայացված տրամաբանական աղյուսակին: Պահանջվող տրամաբանությունը հասնում է հաղորդիչի վերջում ՝ հաջորդ քայլին:

Ամբողջ տեղադրումը սնուցվում է երկու 6V, 5Ah կապարաթթվային երկու մարտկոցներով ՝ շարքի կազմաձևով: Այս կերպ մենք շատ տեղ կունենանք մարտկոցները շասսիի ներսում տեղադրելու համար: Բայց ավելի լավ կլինի, եթե կարողանաք գտնել Li-Po մարտկոցներ 12 Վ լարման սահմաններում: DC բարելի խցիկն օգտագործվում է Pb-Acid մարտկոցները արտաքին լիցքավորիչին միացնելու համար: 5V- ը HT12D- ի համար գեներացվում է 7805 կարգավորիչի միջոցով:

Քայլ 3: Շարժիչային վարորդի կառուցում

Բոլոր բաղադրամասերը եռակցելու համար ես օգտագործել եմ տախտակ: Սկզբում տեղադրեք բաղադրիչները այնպես, որ ավելի հեշտ է դրանք կպցնել առանց բազմաթիվ թռիչքների օգտագործման: Սա փորձի հարց է: Տեղաբաշխումը բավարար լինելուց հետո կպցրեք ոտքերը և կտրեք ավելորդ մասերը: Այժմ ժամանակն է երթուղղման: Դուք, հնարավոր է, օգտագործել եք ավտոմատ երթուղղիչի գործառույթը PCB- ի նախագծման բազմաթիվ ծրագրերի վրա: Դուք այստեղի երթուղիչն եք: Օգտագործեք ձեր տրամաբանությունը լավագույն ուղղորդման համար `թռիչքների նվազագույն օգտագործմամբ:

Ես օգտագործեցի IC վարդակից ՌԴ ստացողի համար ՝ այն ուղղակիորեն զոդելու փոխարեն, քանի որ հետագայում կարող եմ նորից օգտագործել: Ամբողջ տախտակը մոդուլային է, որպեսզի հետագայում անհրաժեշտության դեպքում դրանք հեշտությամբ ապամոնտաժեմ: Մոդուլային լինելն իմ հակումներից մեկն է:

Քայլ 4: ՌԴ հեռակառավարման վահանակի սխեմատիկ

Սա 4 -ալիքային ՌԴ հեռակառավարիչ է ռովերի համար: Հեռակառավարիչը հիմնված է HT12E և HT12D, Holtek կիսահաղորդչից 2^12 սերիայի կոդավորիչ-ապակոդավորման զույգի վրա: ՌԴ հաղորդակցությունը հնարավոր է դարձնում 433 ՄՀց ASK հաղորդիչ-ընդունիչ զույգը:

HT12E- ն 12-բիթանոց կոդավորիչ է և հիմնականում զուգահեռ մուտքային-սերիալային ելքային կոդավորիչ: 12 բիթից 8 բիթը հասցեի բիթեր են, որոնք կարող են օգտագործվել մի քանի ստացողներ վերահսկելու համար: A0-A7 կապումներն են հասցեի մուտքագրման կապում: Տատանման հաճախականությունը պետք է լինի 3 ԿՀց 5 Վ լարման համար: Այնուհետև Rosc արժեքը կկազմի 1.1 ՄΩ 5 Վ -ի համար: Մենք դատի ենք տալիս 9 Վ մարտկոց, և, հետևաբար, Rosc արժեքը 1 MΩ է: Անդրադառնացեք տվյալների թերթիկին `որոշելու տատանումների ճշգրիտ հաճախականությունը և դիմադրությունը, որոնք պետք է օգտագործվեն որոշակի լարման տիրույթի համար: AD0-AD3- ը հսկիչ բիտերի մուտքերն են: Այս մուտքերը վերահսկելու են HT12D ապակոդավորման D0-D3 ելքերը: Դուք կարող եք միացնել HT12E- ի ելքը ցանկացած հաղորդիչ մոդուլին, որն ընդունում է սերիական տվյալներ: Այս դեպքում մենք ելքը միացնում ենք 433 ՄՀց հաղորդիչի մուտքի քորոցին:

Մենք ունենք չորս շարժիչ ՝ հեռակառավարման համար, որոնցից յուրաքանչյուրը զուգահեռաբար միացված է դիֆերենցիալ շարժիչի համար, ինչպես երևում է նախորդ բլոկ -դիագրամում: Ես ուզում էի վերահսկել դիֆերենցիալ շարժիչի շարժիչները չորս սովորական SPST կոճակներով, որոնք սովորաբար հասանելի են: Բայց խնդիր կա. Մենք չենք կարող վերահսկել (կամ միացնել) HT12E կոդավորիչի բազմաթիվ ալիքներ ՝ ընդամենը SPST կոճակներով: Այստեղ է, որ տրամաբանական դարպասներն են խաղում: Մեկ 4069 CMOS NOR և մեկ 4077 NAND ձևավորում են տրամաբանական շարժիչ: Կոճակների յուրաքանչյուր սեղմման համար տրամաբանական համադրությունը առաջացնում է անհրաժեշտ ազդանշաններ կոդավորիչի բազմաթիվ մուտքային կապերի վրա (սա ինտուիտիվ լուծում էր, այլ ոչ թե փորձի միջոցով մշակված մի բան, ինչպիսին է «լամպը»): Այս տրամաբանական դարպասների ելքը միացված է HT12E- ի մուտքերին և հաջորդաբար ուղարկվում հաղորդիչի միջոցով: Ազդանշանն ստանալուց հետո HT12D- ը կվերծանի ազդանշանը և համապատասխանաբար կքաշի ելքային կապերը, որոնք այնուհետև կշարժեն L298N- ը և շարժիչները:

Քայլ 5. Կառուցեք ՌԴ հեռակառավարիչ

Հեռակառավարիչի համար օգտագործեցի երկու առանձին տախտակի կտորներ; մեկը կոճակների համար, իսկ մյուսը `տրամաբանական շղթայի համար: Բոլոր տախտակները լիովին մոդուլային են և կարող են անջատվել առանց որևէ զոդման: Հաղորդիչի մոդուլի ալեհավաքի քորոցը միացված է հին ռադիոյից փրկված արտաքին աստղադիտական ալեհավաքին: Բայց դրա համար կարող եք օգտագործել մեկ կտոր մետաղալար: Հեռակառավարիչը ուղղակիորեն օգտագործում է 9 Վ մարտկոց:

Ամեն ինչ սեղմված էր մի փոքրիկ պլաստիկ տուփի մեջ, որը ես գտա աղբարկղում: Հեռակառավարիչ պատրաստելու լավագույն միջոցը չէ, բայց այն ծառայում է նպատակին:

Քայլ 6: Ներկել հեռակառավարման վահանակը

Ամեն ինչ փաթեթավորված էր ներսում `սեղմման կոճակներով, DPDT անջատիչով, սնուցող LED ցուցիչով և ալեհավաքով: Ես մի քանի անցք եմ հորատել հաղորդիչի մոտ, որովհետև պարզեցի, որ այն երկար տաքացումից հետո մի փոքր տաքանում է: Այսպիսով, անցքերը կապահովեն որոշակի օդի հոսք:

Սխալ էր փոքր ուղղանկյունների փոխարեն գագաթին կտրել մեծ ուղղանկյուն անցքը: Ես գուցե այլ բան էի մտածում: Հարդարման համար օգտագործեցի մետաղական արծաթե ներկ:

Քայլ 7: Շասսի կառուցում

Ես օգտագործել եմ հին ուժեղացուցիչի մետաղյա պատյան ՝ որպես ռովերվորի շասսի: Դրա տակ անցքեր էին, և դրանցից մի քանիսը պետք է լայնացներ հորատիչով, ինչը հեշտացրեց շարժիչի սեղմակների ամրացումը: Դուք պետք է նման բան գտնեք կամ պատրաստեք այն ՝ օգտագործելով թիթեղ: Ուղղանկյուն շարժիչի սեղմակները (կամ L սեղմակները) յուրաքանչյուրը ունեն վեց պտուտակային անցք: Ամբողջ տեղադրումն այնքան էլ ամուր չէր, քանի որ թերթի հաստությունը փոքր էր, բայց բավական էր մարտկոցների ամբողջ քաշը և բոլորը պահելու համար: Շարժիչները կարող են ամրացվել սեղմիչներին `օգտագործելով DC շարժական շարժիչներով տրամադրված ընկույզները: Շարժիչի լիսեռը պտուտակով անցք ունի անիվները ամրացնելու համար:

Ես օգտագործել եմ 300 RPM DC շարժիչներ, պլաստիկ փոխանցման տուփով: Պլաստիկ փոխանցման տուփը (շարժակները դեռ մետաղական են) շարժիչներն ավելի էժան են, քան Johnson շարժիչները: Բայց նրանք ավելի արագ են մաշվելու և այդքան մեծ ոլորող մոմենտ չունեն: Ես առաջարկում եմ ձեզ օգտագործել geոնսոնի շարժիչներ `500 կամ 600 ռ / վ արագությամբ: 300 պտույտ / րոպե արագությունը բավարար չէ լավ արագության համար:

Յուրաքանչյուր շարժիչ պետք է զոդվի 100 nF կերամիկական կոնդենսատորներով `շարժիչների ներսում շփման կայծերը նվազեցնելու համար: Դա կապահովի շարժիչների ավելի լավ կյանք:

Քայլ 8: Շասսի նկարելը

Ներկը հեշտ է ներկել լակի ներկով: Ամբողջ շասսիի համար օգտագործեցի փայլատ սև գույն: Դուք պետք է մաքրեք մետաղյա մարմինը ավազի թղթով և հեռացնեք ներկի ցանկացած հին շերտ `ավելի լավ ավարտելու համար: Կիրառեք երկու շերտ երկար կյանքի համար:

Քայլ 9: Փորձարկում և ավարտում

Ես իսկապես հուզված էի, երբ տեսա, որ ամեն ինչ անթերի է աշխատել առաջին անգամ, երբ փորձարկեցի այն: Կարծում եմ, որ առաջին անգամ էր նման բան տեղի ունենում:

Ես օգտագործեցի տիֆինի տուփ `վարորդի տախտակը ներսում պահելու համար: Քանի որ ամեն ինչ մոդուլային է, հավաքելը հեշտ է: ՌԴ ընդունիչի ալեհավաքի լարը միացված էր շասսիից դուրս գտնվող պողպատե մետաղալարով ալեհավաքին:

Ամեն ինչ պարզապես հիանալի տեսք ունեցավ, երբ հավաքվեց, այնպես, ինչպես ես սպասում էի:

Քայլ 10: Տեսեք այն գործողության մեջ

Վերևում է, երբ ես ռովերվից օգտվեցի GPS + արագացուցիչի մոդուլ կրելու համար մեկ այլ նախագծի համար: Վերևի տախտակին տեղադրված են GPS- ը, արագացուցիչը, RF հաղորդիչը և տնական Arduino- ն: Տակը ՝ շարժիչի վարորդի տախտակն է: Դուք կարող եք տեսնել, թե ինչպես են այնտեղ տեղադրված Pb-Acid մարտկոցները: Նրանց համար բավականաչափ տեղ կա, չնայած մեջտեղում կա տիֆինի տուփ:

Տեսեք տեսանյութում գործող ռովերվին գործողության մեջ: Տեսանյութը մի փոքր ցնցող է, քանի որ այն նկարել եմ հեռախոսով:

Քայլ 11: Բարելավումներ

Ինչպես միշտ ասում եմ, բարելավման տեղ միշտ կա: Այն, ինչ ես պատրաստել եմ, պարզապես հիմնական RC ռովեր է: Այն այնքան էլ հզոր չէ, որ կարողանա ծանրություններ կրել, խուսափել խոչընդոտներից և արագություն չանել: ՌԴ վերահսկիչի տիրույթը բաց տարածքում սահմանափակվում է մոտ 100 մետրով: Դուք պետք է փորձեք լուծել այս բոլոր թերությունները, երբ կառուցում եք մեկը. մի կրկնեք այն միայն, եթե սահմանափակված չեք մասերի և գործիքների առկայությամբ: Ահա ձեզ մի քանի կատարելագործման իմ առաջարկը:

• Օգտագործեք Johnson- ի մետաղական փոխանցման տուփի շարժիչներ `500 կամ 600 RPM արագություն-պտտող մոմենտի ավելի լավ հավասարակշռության համար: Նրանք իսկապես հզոր են և կարող են թողնել մինչև 12 կգ պտտող պահ ՝ 12 Վ լարման դեպքում: Բայց ձեզ հարկավոր են շարժիչի համատեղելի վարորդ և մարտկոցներ բարձր հոսանքների համար:
• Շարժիչի PWM կառավարման համար օգտագործեք միկրոկոնտրոլեր: Այս կերպ Դուք կարող եք վերահսկել ռովերի արագությունը: Հեռակառավարիչի վերջում արագության կառավարման համար անհրաժեշտ կլինի հատուկ անջատիչ:
• Օգտագործեք ավելի լավ և հզոր ռադիոհաղորդիչ և ընդունիչ զույգ `աշխատանքային տիրույթի ավելացման համար:
• Հավանաբար, ալյումինից պատրաստված ամուր շասսի, գարնանային հարվածային կլանիչների հետ միասին:
• Պտտվող ռոբոտային հարթակ ՝ ռոբոտային զենքեր, տեսախցիկներ և այլ իրեր ամրացնելու համար: Կարելի է պատրաստել շասսիի վերևում գտնվող servo- ի միջոցով:

Ես նախատեսում եմ կառուցել 6 անիվի ռովեր ՝ վերը նշված բոլոր հնարավորություններով և օգտագործել որպես ընդհանուր նշանակության ռովերային հարթակ: Հուսով եմ ձեզ դուր եկավ այս նախագիծը և ինչ -որ բան սովորեցիք: Շնորհակալություն կարդալու համար:)