Qayta ishlangan RC avtomobili: 23 qadam (rasmlar bilan)

2025 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2025-01-13 06:58

RC avtomashinalari har doim men uchun hayajon manbai bo'lib kelgan. Ular tez, qiziqarli va agar siz ularni yiqsangiz, xavotir olmang. Shunday bo'lsa -da, men kattaroq, etuk, RC ishqibozi bo'lganim uchun, kichkina bolalar RC avtomashinalari bilan o'ynayotganimni ko'rishim mumkin emas. Menda kattakon, kattalar bo'lishi kerak. Bu erda muammo paydo bo'ladi: kattalar RC avtomashinalari qimmat. Internetda ko'rib chiqayotganimda, men topa oladigan eng arzonining narxi 320 dollar, o'rtacha 800 dollar atrofida. Mening kompyuterim bu o'yinchoqlardan arzonroq!

Bu o'yinchoqlarni sotib ololmasligimni bilgan holda, ichimdagi ishlab chiqaruvchi mashina narxining 10 foiziga yasashimni aytdi. Shunday qilib, men axlatni oltinga aylantirish uchun sayohatni boshladim

Ta'minotlar

RC avtomashinasi uchun zarur bo'lgan qismlar quyidagilar:

• Ishlatilgan RC avtomobili
• L293D dvigatel haydovchisi (DIP shakli)
• Arduino Nano
• NRF24L01+ radio moduli
• RC Drone batareyasi (yoki boshqa yuqori oqim batareyasi)
• LM2596 paqir konvertorlari (2)
• Simlar
• Perfboard
• Kichik, har xil komponentlar (bosh pimlari, vintli terminallar, kondansatörler va boshqalar)

RC boshqaruvchisi uchun zarur bo'lgan qismlar quyidagilar:

• Ishlatilgan qo'mondon (2 ta analog joystik bo'lishi kerak)
• Arduino Nano
• NRF24L01+ radio moduli
• Elektr simlari

1 -qadam: Qayta ishlangan xazina

Bu loyiha dastlab taxminan bir yil oldin boshlangan edi, men do'stlarim bilan xakaton loyihasi uchun kompyuter boshqaradigan mashina yasashni rejalashtirgandik (kodlash musobaqasi). Mening rejam - tejamkor do'konga borish, men topa oladigan eng katta RC avtomashinasini sotib olish, ichini bo'shatish va uni ESP32 bilan almashtirish edi.

Qisqa vaqtda men Saversga yugurdim, RC avtomashinasini sotib oldim va o'zimni xakatonga tayyorladim. Afsuski, menga kerakli qismlar o'z vaqtida kelmagan, shuning uchun men loyihani butunlay bekor qilishga majbur bo'ldim.

O'shandan beri, RC avtomashinasi mening to'shagim ostida chang to'playapti, hozirgacha …

Tez ko'rib chiqish:

Ushbu loyihada men ishlatilgan o'yinchoq mashinasini va IQ boshqaruvchisini qayta aylantirib, Upcycled RC Car -ni yarataman. Men ichkariga kiraman, Arduino Nano ni joylashtiraman va NRF24L01+ radio modulidan foydalanib, ikkalasi o'rtasida aloqa o'rnataman.

2 -qadam: nazariya

"Biror narsaning qanday ishlashini tushunish, uni qanday ishlashni bilishdan ko'ra muhimroqdir"

- Kevin Yang 17.05.2020 (men buni shunchaki o'ylab topdim)

Shu bilan, keling, Upcycled RC Car asosidagi nazariya va elektronika haqida gapirishni boshlaylik.

Avtomobil tomonida biz NRF24L01+, Arduino Nano, L293D dvigatel haydovchisi, RC avtomobilidagi dvigatellar va ikkita konvertorni ishlatamiz. Bir dollarlik konvertor dvigatel uchun etakchi kuchlanishni, ikkinchisi esa Arduino Nano uchun 5V quvvatni beradi.

Nazoratchi tomonida biz NRF24L01+, Arduino Nano va analogli joystiklardan foydalanamiz.

3 -qadam: NRF24L01+

Boshlashdan oldin, men xonadagi filni tushuntirishim kerak edi: NRF24L01+. Agar siz bu nomni yaxshi bilmasangiz, NRF24 - Nordic Semiconductors tomonidan ishlab chiqarilgan chip. U past narx, kichik o'lcham va yaxshi yozilgan hujjatlar tufayli radioaloqa ishlab chiqaruvchilar orasida juda mashhur.

Xo'sh, NRF moduli aslida qanday ishlaydi? Yangi boshlanuvchilar uchun NRF24L01+ 2,4 gigagertsli chastotada ishlaydi. Bu Bluetooth va Wi -Fi ishlaydigan bir xil chastota (ozgina farq bilan!). Chip to'rt pinli aloqa protokoli bo'lgan SPI yordamida Arduino o'rtasida aloqa o'rnatadi. Quvvat uchun NRF24 3.3V dan foydalanadi, lekin pinlar ham 5V ga bardoshli. Bu bizga 5V mantig'idan foydalanadigan Arduino Nano -ni, 3.3V mantiqdan foydalanadigan NRF24 -dan foydalanish imkonini beradi. Boshqa bir nechta xususiyatlar quyidagicha.

Taniqli xususiyatlar:

• 2,4 gigagertsli tarmoqli kengligida ishlaydi
• Besleme zo'riqishining diapazoni: 1.6 - 3.6V
• 5V bardoshli
• SPI aloqasidan foydalanadi (MISO, MOSI, SCK)
• 5 pinni oladi (MISO, MOSI, SCK, CE, CS)
• IRQ (bu loyihada juda muhim!)
• Uyqu rejimi
• 900nA - 12mA iste'mol qiladi
• Etkazish diapazoni: ~ 100 metr (geografik joylashuvga qarab o'zgaradi)
• Narxi: har bir modul uchun 1,20 dollar (Amazon)

Agar siz NRF24L01+haqida ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz, oxirida "Qo'shimcha o'qishlar" bo'limiga qarang

4 -qadam: L293D - Double H -Bridge dvigatel drayveri

Garchi Arduino Nano LEDni quvvatlantirish uchun etarlicha tok etkazib bera olsa -da, Nano o'z -o'zidan motorni quvvatlantira olmaydi. Shuning uchun biz motorni boshqarish uchun maxsus haydovchidan foydalanishimiz kerak. Drayv chipi tokni etkazib berishdan tashqari, Arduino -ni dvigatelni yoqish va o'chirish natijasida paydo bo'ladigan har qanday kuchlanishdan himoya qiladi.

L293D, to'rtburchaklar H-ko'prikli dvigatel drayverini yoki oddiy qilib aytganda, ikkita dvigatelni oldinga va orqaga haydashga qodir chipni joylashtiring.

L293D dvigatelning tezligini ham, yo'nalishini ham boshqarish uchun H-ko'priklariga tayanadi. Yana bir xususiyat - bu elektr ta'minoti izolyatsiyasi, bu Arduino -dan motorlardan alohida quvvat manbasini o'chirishga imkon beradi.

5 -qadam: mashinani o'chirish

Etarli nazariya va aslida qurilishni boshlaylik!

RC avtomashinasi nazoratchi bilan ta'minlanmaganligi sababli (uni do'kondan eslang), ichki elektronika umuman foydasiz. Shunday qilib, men RC mashinasini ochdim va boshqaruv panelini axlat qutisiga tashladim.

Endi ishni boshlashdan oldin bir nechta eslatmalarni yozib olish muhim. E'tibor qilish kerak bo'lgan bitta narsa - RC avtomashinasining besleme zo'riqishi. Men sotib olgan mashina juda eski, lityum batareyalarga ega bo'lishidan ancha oldin. Bu shuni anglatadiki, bu RC avtomobili nominal zo'riqishida 9,6 voltsli Ni-Mh akkumulyatoridan o'chirilgan. Bu juda muhim, chunki biz dvigatellarni boshqaradigan kuchlanish bo'ladi.

6 -qadam: Avtomobil qanday ishlaydi?

99% ishonch bilan aytishim mumkinki, mening mashinam siznikiga o'xshamaydi, ya'ni bu bo'lim umuman foydasiz. Biroq, mening mashinamning bir nechta xususiyatlarini ta'kidlash muhim, chunki men o'z dizaynimni bunga asoslayman.

Rulda

Zamonaviy RC avtomashinalaridan farqli o'laroq, men tartibga solayotgan mashina aylantirish uchun servo ishlatmaydi. Buning o'rniga, mening mashinamda asosiy cho'tka dvigateli va buloqlar ishlatiladi. Bu juda ko'p kamchiliklarga ega, chunki menda yaxshi burilishlar yo'q. Ammo, birdan -bir foyda shundaki, men burilish uchun murakkab boshqaruv interfeysiga muhtoj emasman. Men qilishim kerak bo'lgan narsa - bu motorni ma'lum bir qutb bilan quvvatlantirish (qaysi tomonga burilishni xohlayotganimga bog'liq).

Differentsial aks

Ajablanarlisi shundaki, mening RC avtomashinamda differentsial o'q va ikki xil vites rejimi mavjud. Bu juda kulgili, chunki differentsiallar odatda kichik transport vositalarida emas, balki real hayotdagi mashinalarda uchraydi. Men o'ylaymanki, bu mashina do'kon do'konlarining javonlarida bo'lishidan oldin, bu yuqori darajadagi RC modeli edi.

7 -qadam: Quvvat muammosi

Xususiyatlari yo'q bo'lganda, endi biz ushbu qurilishning eng muhim qismi haqida gapirishimiz kerak: RC avtomashinasini qanday quvvatlantirish kerak? Aniqroq aytganda: dvigatellarni boshqarish uchun qancha oqim kerak?

Bunga javob berish uchun, men dron batareyasini tok konvertoriga uladim, u erda batareyaning 11V kuchlanishini dvigatellarning 9,6V ga tushirdim. U erdan multimetrni 10A oqim rejimiga qo'ydim va sxemani yakunladim. Mening hisoblagichim dvigatellarga bo'sh havoni aylantirish uchun 300 mA oqim kerakligini o'qidi.

Garchi bu unchalik ko'rinmasa -da, biz chindan ham g'amxo'rlik qiladigan o'lchov - bu dvigatellarning to'xtash oqimi. Buni o'lchash uchun, qo'llarimni g'ildiraklarga burib qo'ymaslik uchun qo'ydim. Men hisoblagichimga qarasam, u qattiq 1A ko'rsatdi.

Quvvatlantiruvchi dvigatellar taxminan bir amperga ega bo'lishini bilib, to'xtab qolganda 500 mA kuchlanishli rul dvigatellarini sinab ko'rdim. Bu ma'lumot bilan men butun tizimni RC dron batareyasi va ikkita LM2596 paqir konvertoridan o'chirib qo'yishim mumkin degan xulosaga keldim*.

*Nega ikki pullik nazoratchi? Xo'sh, har bir LM2596 maksimal 3A oqimiga ega. Agar men hamma narsani bitta konvertordan o'chirsam, men juda ko'p oqimni tortardim va shuning uchun menda juda katta kuchlanish bor edi. Dizayni bo'yicha, Arduino Nano kuchi har safar katta kuchlanish paydo bo'lganda dam oladi. Shuning uchun men yukni yengillashtirish va Nanoni motorlardan ajratib turish uchun ikkita konvertordan foydalandim.

Bizga kerak bo'lgan oxirgi muhim komponent-bu Li-Po uyali kuchlanish tekshiruvchisi. Buning maqsadi batareyaning ishlash muddatini buzmaslik uchun batareyani haddan tashqari zaryadsizlanishdan himoya qilishdir (har doim lityum batareyaning uyali kuchlanishini 3,5 V dan yuqori ushlab turing!)

8 -qadam: RC avtomobil davri

Quvvat muammosi yo'q bo'lganda, endi biz sxemani qurishimiz mumkin. Yuqorida men RC avtomobili uchun tuzgan sxemam.

Shuni yodda tutingki, men batareyaning voltmetriga ulanmaganman. Voltmetrni ishlatish uchun balans ulagichini voltmetrning tegishli pimlariga ulash kifoya. Agar siz ilgari hech qachon bunday qilmagan bo'lsangiz, qo'shimcha ma'lumot olish uchun Qo'shimcha o'qish bo'limida bog'langan videoni bosing.

O'chirish haqida eslatmalar

L293D -dagi yoqish pinlari (1, 9) o'zgaruvchan tezlikka ega bo'lish uchun PWM signalini talab qiladi. Bu shuni anglatadiki, Arduino Nano -dagi bir nechta pinlarni ularga ulash mumkin. L293D -dagi boshqa pinlar uchun hamma narsa ketadi.

NRF24L01+ SPI orqali aloqa o'rnatganligi sababli, biz uning SPI pinlarini Arduino Nano -dagi SPI pinlariga ulashimiz kerak (shuning uchun MOSI -> MOSI, MISO -> MISO va SCK -> SCK ni ulang). Shuni ham ta'kidlash kerakki, men NRF24 IRQ pinini Arduino Nano 2 -piniga uladim. Buning sababi shundaki, har safar NR24 xabarni qabul qilganda, IRQ pimi past bo'ladi. Buni bilib, men nanoga radio o'qishni aytishni to'xtataman. Bu Nano -ga yangi ma'lumotlarni kutish paytida boshqa ishlarni bajarishga imkon beradi.

9 -qadam: PCB

Men buni modulli dizaynga aylantirmoqchi bo'lganim uchun, men pervaz taxtasi va ko'plab bosh pimlardan foydalangan holda tenglikni yaratdim.

10 -qadam: Yakuniy ulanishlar

PCB bajarilgan va RC avtomashinasi qirib tashlanganida, men alligator simlaridan foydalanib, hamma narsa ishlayotganini tekshirib ko'rdim.

Barcha ulanishlar to'g'riligini tekshirgandan so'ng, alligator simlarini haqiqiy kabellar bilan almashtirdim va barcha komponentlarni shassisga mahkamladim.

Siz bu maqolada qadamma -qadam ko'rsatma emasligini tushungan bo'lishingiz mumkin. Buning sababi shundaki, har bir qadamni yozib bo'lmaydi, shuning uchun keyingi ko'rsatmalarda men mashinani ishlab chiqarishda o'rgangan bir nechta maslahatlar bilan bo'lishaman.

11 -qadam: Maslahat 1: Radio modullarini joylashtirish

RC avtomashinasining diapazonini oshirish uchun men NRF radio modulini iloji boricha yon tomonga joylashtirdim. Buning sababi shundaki, radio to'lqinlari PCB va simlar kabi metallardan ajralib turadi, shuning uchun diapazonni kamaytiradi. Buni hal qilish uchun men modulni tenglikni yon tomoniga qo'ydim va chiqib ketishi uchun mashina korpusining yorig'ini kesib oldim.

12 -qadam: 2 -maslahat: Modulli saqlang

Meni bir necha marta qutqargan yana bir narsa - bu har bir narsani sarlavha pinlari va terminal bloklari orqali ulash. Bu, agar komponentlardan biri qovurilgan bo'lsa (har qanday sababga ko'ra) qismlarni oson almashtirish imkonini beradi.

13 -qadam: 3 -maslahat: Issiqlik moslamalarini ishlating

Mening RC avtomashinamdagi dvigatellar L293D ni o'z chegaralariga olib keladi. Dvigatel haydovchisi 600 mA gacha uzluksiz ishlashga qodir bo'lsa -da, bu uning juda issiq va tez bo'lishini anglatadi! Shuning uchun L293D ning o'zi pishishiga yo'l qo'ymaslik uchun termal pasta va sovutgichlarni qo'shgan ma'qul. Biroq, hatto issiqlik o'tkazgichlari bilan ham, chip tegib ketishi mumkin emas. Shuning uchun 2-3 daqiqadan so'ng mashinani sovutib qo'yish yaxshi bo'ladi.

14 -qadam: RC boshqaruvi vaqti

RC avtomashinasi tugagandan so'ng, biz boshqaruvchini ishlab chiqarishni boshlashimiz mumkin.

RC avtomobili singari, men ham bir muncha vaqtdan keyin men u bilan biror narsa qila olaman deb o'ylab, nazoratchini sotib oldim. Ajablanarlisi shundaki, boshqaruvchi aslida IQ hisoblanadi, shuning uchun u qurilmalar o'rtasida muloqot qilish uchun IQ LEDlarini ishlatadi.

Ushbu konstruktsiyaning asosiy g'oyasi - asl taxtani tekshirgich ichida saqlash va uning atrofida Arduino va NRF24L01+ ni qurish.

15 -qadam: Analog joystik asoslari

Analog joystikka ulanish juda qiyin bo'lishi mumkin, chunki pinlar uchun kesish taxtasi yo'q. Havotirga o'rin yo'q! Barcha analog joystiklar bir xil printsip asosida ishlaydi va odatda bir xil pinoutga ega.

Asosan, analog joystiklar - bu har xil yo'nalishda harakatlanayotganda qarshilikni o'zgartiradigan ikkita potentsiometr. Masalan, joystikni o'ngga siljitganda, x o'qi potentsiometrining qiymati o'zgaradi. Endi joystikni oldinga siljitganda, y o'qi potentsiometrining qiymati o'zgaradi.

Shuni yodda tutgan holda, agar biz analog joystikning pastki qismiga qarasak, biz 6-pinni, 3-o'qi potentsiometrini va 3-y o'qi potentsiometrini ko'ramiz. Sizga kerak bo'lgan yagona narsa - 5V va topraklamani tashqi pinlarga ulash va o'rta pinni Arduino analog kirishiga ulash.

Shuni yodda tutingki, potentsiometr uchun qiymatlar 512 emas, 1024 bilan xaritada bo'ladi! Bu shuni anglatadiki, biz Arduino -dagi o'rnatilgan map () funktsiyasidan har qanday raqamli chiqishni boshqarish uchun foydalanishimiz kerak (L293D ni boshqarish uchun foydalanadigan PWM signali kabi). Bu kodda allaqachon qilingan, lekin agar siz o'z dasturingizni yozmoqchi bo'lsangiz, buni yodda tutishingiz kerak.

16 -qadam: Nazoratchi ulanishlari

NRF24 va Nano o'rtasidagi ulanishlar nazoratchi uchun hali ham bir xil, ammo IRQ ulanishi bundan mustasno.

Tekshirish moslamasining sxemasi yuqorida ko'rsatilgan.

Tekshirgichni o'zgartirish, albatta, san'atning bir turi. Men bu masalani sanoqsiz marta aytganman, lekin buni qanday qilish kerakligini bosqichma-bosqich yozib bo'lmaydi. Shunday qilib, men ilgari qilganlarim singari, men boshqaruvchini ishlab chiqarishda o'rganganlarim haqida bir necha maslahatlar beraman.

17 -qadam: 1 -maslahat: Sizning ixtiyoringizda bo'lgan qismlardan foydalaning

Tekshirgichda bo'sh joy juda tor, shuning uchun agar siz mashinaga boshqa kirishni kiritmoqchi bo'lsangiz, u erda joylashgan kalit va tugmachalardan foydalaning. Nazoratchi uchun men potentsiometr va 3 tomonlama kalitni Nano-ga uladim.

Shuni yodda tutish kerakki, bu sizning nazoratchingiz. Agar pinoutlar sizning xohishingizga mos kelmasa, ularni har doim o'zgartirishingiz mumkin!

18 -qadam: 2 -maslahat: keraksiz izlarni olib tashlang

Biz asl taxtadan foydalanayotganimiz uchun, siz analog joystiklar va siz foydalanadigan boshqa sensorlarga tushadigan barcha izlarni olib tashlashingiz kerak. Shunday qilib, siz kutilmagan sensorlar xatti -harakatlarining oldini olasiz.

Bu kesishlarni amalga oshirish uchun men oddiygina qutichani ishlatardim va izlarni ajratish uchun tenglikni bir necha marta urdim.

19 -qadam: 3 -maslahat: Simlarni iloji boricha qisqa tuting

Bu maslahat, xususan, Arduino va NRF24 moduli o'rtasidagi SPI chiziqlari haqida gapiradi, lekin bu boshqa ulanishlar uchun ham amal qiladi. NRF24L01+ shovqinlarga juda sezgir, shuning uchun simlardan biron shovqin chiqsa, bu ma'lumotni buzadi. Bu SPI aloqasining asosiy kamchiliklaridan biridir. Xuddi shunday, simlarni iloji boricha qisqa ushlab tursangiz, siz butun boshqaruvchini toza va tartibli qilasiz.

20 -qadam: 4 -maslahat: joylashtirish! Joylashtirish! Joylashtirish

Simlarni iloji boricha qisqa tutishdan tashqari, bu qismlar orasidagi masofani iloji boricha qisqa tutish demakdir.

NRF24 va Arduino -ni o'rnatish joylarini qidirayotganda, ularni bir -biriga va joystiklarga iloji boricha yaqinroq tutishni unutmang.

NRF24 modulini qaerga qo'yish kerakligini yodda tutish kerak. Yuqorida aytib o'tilganidek, radio to'lqinlar metalldan o'tolmaydi, shuning uchun siz modulni boshqaruvchining yoniga o'rnatishingiz kerak. Buni amalga oshirish uchun, NRF24 yon tomondan chiqib ketishi uchun men Dremel bilan kichik tirqish kesib oldim.

21 -qadam: kod

Ehtimol, bu qurilishning eng muhim qismi haqiqiy koddir. Men sharhlar va hamma narsani qo'shib qo'ydim, shuning uchun men har bir dasturni satr bo'yicha tushuntirmayman.

Men shuni ta'kidlamoqchimanki, dasturlarni ishga tushirish uchun NRF24 kutubxonasini yuklab olishingiz kerak bo'ladi. Agar sizda kutubxonalar hali o'rnatilmagan bo'lsa, men sizga "Qo'shimcha o'qishlar" bo'limida ko'rsatilgan qo'llanmalarni o'rganishni maslahat beraman. Shuningdek, L293D -ga signal yuborishda hech qachon yo'nalish pimlarini yoqmang. Bu motor haydovchisini qisqartiradi va uning yonishiga olib keladi.

Github-

22 -qadam: Yakuniy mahsulot

Nihoyat, bir yil chang yig'ib, 3 haftalik qo'lda ishlaganimdan so'ng, nihoyat, Upcycled RC Car ishlab chiqarishni tugatdim. Tan olishim kerakki, u hech qanday kirish joyida ko'rilgan mashinalar kabi kuchli emas, u men o'ylagandan ko'ra yaxshiroq chiqdi. Mashina quvvati tugashidan 40 daqiqa oldin yura oladi va boshqaruvchidan 150 m masofaga bora oladi.

Men, albatta, mashinani takomillashtirish uchun qiladigan ishim - L293D -ni L298 -ga almashtirish, bu katta, kuchli dvigatel. Men qiladigan yana bir narsa - kuchaytirilgan antenna versiyasi uchun standart NRF radio modulini almashtirish. Ushbu o'zgartirishlar mos ravishda avtomobilning aylanish momentini va diapazonini oshiradi.

23 -qadam: Qo'shimcha o'qishlar:

NRF24L01+

• Shimoliy yarimo'tkazgichlar ma'lumotlar jadvali
• SPI xabarlari (maqola)
• Asosiy sozlash (video)
• Chuqurlikdagi darslik (maqola)
• Kengaytirilgan maslahatlar va fokuslar (video seriyali)

L293D

• Texas Instruments ma'lumotlar jadvali
• Chuqurlikdagi darslik (maqola)