RC Four Wheel Ground Rover: 11 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:29

Bu "g'ildiraklardagi monolit" (Stenli Kubrik rahmat: D)

Men elektronika bilan shug'ullana boshlaganimdan beri masofadan boshqariladigan roverni yaratish mening orzularimdan biri edi, chunki simsiz aloqa har doim meni maftun qilgan. Men kollej loyihamga qadar uni qurishga vaqtim va pulim yo'q edi. Shunday qilib, men oxirgi yilgi loyiham uchun to'rt g'ildirakli mashinani qurdim. Bu yo'riqnomada men roverni noldan qurish uchun eski kuchaytirgich korpusidan qanday foydalanganimni va radio boshqaruvchini qanday qilishni tushuntiraman.

Bu to'rt g'ildirakli er haydovchi, to'rtta alohida haydovchi dvigatel. Dvigatel drayveri sxemasi L298N atrofida, chastotani boshqarish esa Holtek yarimo'tkazgichli HT12E va HT12D juftligiga asoslangan. U Arduino yoki boshqa mikrokontrollerlardan foydalanmaydi. Men ishlab chiqargan versiyada simsiz aloqa uchun 433 MGts chastotali ISM diapazonli ASK uzatuvchi va qabul qiluvchi juftligi ishlatiladi. Rover to'rtta tugma bilan boshqariladi va haydash usuli - differentsial haydovchi. Nazoratchi ochiq maydonda taxminan 100 m masofaga ega. Keling, qurilishni boshlaylik.

(Barcha tasvirlar yuqori aniqlikda. Rasmlar yuqori bo'lishi uchun ularni yangi varaqda oching.)

1 -qadam: ehtiyot qismlar va asboblar kerak

• 6 mm teshikli 4 x 10 sm x 4 sm g'ildiraklar (yoki sizda mavjud motorlarga mos)
• 6 x milli 4 x 12V, 300 yoki 500 RPM tishli motorlar
• 1 x mos o'lchamdagi metall korpus (men eski metall qutini qayta ishlatganman)
• 4 x L shaklidagi motor qisqichlari
• 2 x 6V 5Ah, qo'rg'oshin-kislotali batareyalar
• 1 x 9V batareya
• 1 x L298N Dvigatel drayveri yoki yalang'och IC
• 1 x 433 MGts chastotali uzatuvchi
• 2 x 433 MGts qabul qilgich (mos)
• 4 x 12 mm tugmachalari
• 1 x DC Barrel Jek
• 1 x HT12E
• 1 x HT12D
• 1 x CD4077 Quad XNOR Gate IC
• 1 x CD4069 Quad NOT Gate IC
• 4 x 100uF elektrolitik kondansatkichlar
• 7 x 100nF seramika kondansatkichlari
• 4 x 470R rezistorlar
• 1 x 51K rezistor (muhim)
• 1 x 680R qarshilik
• 1 x 1M rezistor (muhim)
• 1 x 7805 yoki LM2940 (5V)
• 1 x 7809
• 3 x 2 pinli vintli terminallar
• 1 x SPDT rokeri kaliti
• 1 x Mat qora bo'yoq
• LEDlar, simlar, oddiy PCB, IC rozetkalari, kalitlar, burg'ulash, Dremel, qum qog'ozlari va boshqa asboblar

Dvigatellar, g'ildiraklar, qisqichlar va boshqalar kabi qismlar sizning talablaringiz bo'yicha tanlanishi mumkin.

2 -qadam: Dvigatel haydovchisining sxemasi

HT12D-bu ketma-ket kirish-parallel chiqish dekoderi bo'lgan 12-bitli dekoder. HT12D kirish pimi ketma -ket chiqishi bo'lgan qabul qilgichga ulanadi. 12-bitlar orasida 8 bit-manzil bitlari va HT12D kiruvchi ma'lumotni uning joriy manziliga to'g'ri kelgan taqdirdagina hal qiladi. Agar siz ko'plab qurilmalarni bir xil chastotada ishlatmoqchi bo'lsangiz, bu foydali bo'ladi. Manzil qiymatini belgilash uchun siz 8 pinli DIP -kalitdan foydalanishingiz mumkin. Lekin men ularni to'g'ridan -to'g'ri GND ga lehimladim, u 00000000 manzilini beradi. HT12D bu erda 5V da ishlaydi va Rosc qiymati 51 KΩ. Rezistorning qiymati muhim, chunki uning o'zgarishi dekodlash bilan bog'liq muammolarga olib kelishi mumkin.

433 MGtsli qabul qilgichning chiqishi HT12D kirishiga, to'rtta chiqishi esa L298 2A ikkita H-ko'prikli haydovchiga ulangan. To'g'ri issiqlik tarqalishi uchun haydovchiga sovutgich kerak bo'ladi, chunki u juda qizib ketishi mumkin.

Men masofadan boshqarish pultidagi Chap tugmachani bosganimda, M1 va M2 M3 va M4 ga qarama -qarshi yo'nalishda, aksincha o'ngda ishlashini xohlayman. Oldinga ishlash uchun barcha dvigatellar bir xil yo'nalishda ishlashi kerak. Bu differentsial haydash deb ataladi va bu jang tanklarida ishlatiladi. Shuning uchun bizni nazorat qilish uchun faqat bitta pin kerak emas, bir vaqtning o'zida to'rtta. Agar SPDT kalitlari yoki joystik bo'lmasa, bunga SPST tugmachalari yordamida erishib bo'lmaydi. Buni yuqorida ko'rsatilgan mantiqiy jadvalga qarab tushunasiz. Kerakli mantiq keyingi bosqichda transmitter oxirida erishiladi.

Butun sozlash ketma-ket konfiguratsiyadagi ikkita 6V, 5Ah qo'rg'oshin-kislotali ikkita batareyadan ishlaydi. Shunday qilib, biz batareyalarni shassis ichiga joylashtirish uchun ko'p joylarga ega bo'lamiz. Agar siz Li-Po batareyalarini 12V diapazonida topsangiz yaxshi bo'ladi. Pb-kislotali batareyalarni tashqi zaryadlovchiga ulash uchun shahar barreli uyasi ishlatiladi. HT12D uchun 5V 7805 regulyator yordamida ishlab chiqariladi.

3 -qadam: Dvigatel drayverini yaratish

Men barcha komponentlarni lehimlash uchun perforator taxtasidan foydalandim. Birinchidan, tarkibiy qismlarni joylashtiring, shuning uchun ularni ko'p o'tish moslamalarini ishlatmasdan lehimlash osonroq bo'ladi. Bu tajriba masalasidir. Joylashuv qoniqarli bo'lganda, oyoqlarini lehimlang va ortiqcha qismlarini kesib oling. Endi marshrutlash vaqti keldi. Siz PCB dizaynidagi ko'p dasturlarda avtomatik yo'riqnoma xususiyatidan foydalangan bo'lishingiz mumkin. Siz bu erda yo'riqchisiz. Minimal o'tish moslamalarini ishlatib, eng yaxshi yo'nalish uchun mantiqdan foydalaning.

Men to'g'ridan -to'g'ri lehimlash o'rniga RF qabul qilgichi uchun IC rozetkasidan foydalandim, chunki uni keyinroq qayta ishlatishim mumkin. Butun taxta modulli, shuning uchun agar keyinroq kerak bo'lsa, ularni osongina qismlarga ajratishim mumkin. Modulli bo'lish men uchun eng yaxshi narsalardan biridir.

4 -qadam: RF masofadan boshqarish pultining sxemasi

Bu rover uchun 4 kanalli RF masofadan boshqarish pulti. Masofadan boshqarish pulti Xoltek yarimo'tkazgichidan 2^12 seriyali kodlovchi-dekoder juftligi bo'lgan HT12E va HT12D ga asoslangan. RF aloqasi 433 MGts chastotali ASK uzatuvchi-qabul qiluvchi juftligi yordamida amalga oshiriladi.

HT12E-12-bitli kodlovchi va asosan parallel kirish-ketma-ket chiqish kodlovchi. 12 bitdan 8 bit-bu bir nechta qabul qiluvchilarni boshqarish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan manzil bitlari. A0-A7 pinlari-bu manzilni kiritish pinlari. 5V ishlashi uchun osilator chastotasi 3 KHz bo'lishi kerak. Keyin 5V uchun Rosc qiymati 1,1 MΩ bo'ladi. Biz 9V batareyani sudga beramiz, shuning uchun Rosc qiymati 1 MΩ. Ma'lum bir kuchlanish diapazonida ishlatiladigan aniq osilator chastotasi va rezistorini aniqlash uchun ma'lumotlar jadvaliga qarang. AD0-AD3-bu nazorat bitli kirishlar. Bu kirishlar HT12D dekoderining D0-D3 chiqishini boshqaradi. Siz HT12E chiqishini ketma -ket ma'lumotlarni qabul qiladigan har qanday uzatuvchi moduliga ulashingiz mumkin. Bunday holda, biz chiqishni 433 MGts chastotali uzatgichning kirish piniga ulaymiz.

Bizda masofadan boshqariladigan to'rtta dvigatel bor, ularning har ikkisi oldingi blok diagrammada ko'rinib turganidek, differentsial haydovchi uchun parallel ulangan. Men dvigatellarni differentsial haydovchilarni to'rtta SPST tugmachalari yordamida boshqarishni xohlardim. Lekin muammo bor. Biz faqat SPST tugmachalari yordamida HT12E kodlagichining bir nechta kanallarini boshqarolmaymiz (yoki yoqolmaymiz). Bu erda mantiq eshiklari o'ynaydi. 4069 CMOS NOR va bitta 4077 NAND mantiqiy drayverni tashkil qiladi. Tugmachalarni har bosish uchun mantiqiy kombinatsiya kodlagichning bir nechta kirish pinlarida kerakli signallarni ishlab chiqaradi (bu "lampochka!" Kabi tajriba orqali o'ylab topilganidan ko'ra, intuitiv echim edi). Ushbu mantiqiy eshiklarning chiqishi HT12E kirishlariga ulanadi va transmitter orqali ketma -ket yuboriladi. Signalni qabul qilgandan so'ng, HT12D signalni hal qiladi va chiqish pinlarini mos ravishda tortadi, bu esa L298N va dvigatellarni boshqaradi.

5 -qadam: RF masofadan boshqarish pultini yaratish

Men masofadan boshqarish pulti uchun ikkita alohida perforator qismidan foydalandim; bittasi tugmalar uchun, ikkinchisi mantiq davri uchun. Barcha taxtalar to'liq modulli, shuning uchun ularni demontaj qilmasdan ajratish mumkin. Transmitter modulining antenna pimi eski radiodan qutqarilgan tashqi teleskopik antennaga ulangan. Lekin buning uchun bitta bo'lak simdan foydalanishingiz mumkin. Masofadan boshqarish pulti to'g'ridan -to'g'ri 9V batareyani ishlatadi.

Hamma narsa axlat qutisidan topilgan kichik plastik qutiga joylashtirilgan. Masofadan boshqarish pultini yasashning eng yaxshi usuli emas, lekin bu maqsadga xizmat qiladi.

6 -qadam: Masofadan boshqarish pultini bo'yash

Hammasi tugmachalarga, DPDT kalitiga, LEDni yoqish indikatoriga va ochiq antennaga ega edi. Men uzatgich yaqinida bir nechta teshik ochdim, chunki men uzoq vaqt ishlaganimdan keyin u biroz qizib ketganini payqadim. Shunday qilib, teshiklar havo oqimini ta'minlaydi.

Kichkina to'rtta teshik o'rniga tepadagi katta to'rtburchaklar teshikni kesish xato edi. Ehtimol, men boshqa narsani o'ylardim. Men tugatish uchun metall kumush bo'yoqdan foydalanardim.

7 -qadam: Shassisni qurish

Rover shassisi sifatida men eski kuchaytirgichli metall korpusdan foydalanardim. Uning tagida teshiklari bor edi va ularning bir qismini matkap yordamida kengaytirish kerak edi, bu esa motor qisqichlarini mahkamlashni osonlashtirdi. Siz shunga o'xshash narsani topishingiz yoki metall plitalar yordamida yasashingiz kerak. To'g'ri burchakli motor qisqichlari (yoki L qisqichlari) har birida oltita vintli teshik bor. Qatlamning qalinligi kichik bo'lgani kabi, butun o'rnatish ham mustahkam emas edi, lekin batareyalarning barcha og'irligini ushlab turish uchun etarli edi. Dvigatellarni qisqichlarga DC tishli dvigatellari bilan ta'minlangan yong'oqlar yordamida ulash mumkin. Dvigatel milida g'ildiraklarni mahkamlash uchun tishli teshik bor.

Men plastik tishli qutisi bo'lgan 300 RPM DC tishli motorlardan foydalanardim. Plastik tishli quti (tishli mexanizmlar hali ham metall) dvigatellari Jonson tishli motorlariga qaraganda arzonroq. Ammo ular tezroq eskiradi va unchalik katta momentga ega bo'lmaydi. Men sizga 500 yoki 600 rpmli Jonson tishli motorlaridan foydalanishni taklif qilaman. 300 aylanish tezligi yaxshi tezlik uchun etarli emas.

Dvigatellar ichidagi kontakt uchqunlarini kamaytirish uchun har bir dvigatel 100 nF sopol kondansatkich bilan lehimlanishi kerak. Bu motorlarning yaxshi ishlashini ta'minlaydi.

8 -qadam: shassini bo'yash

Bo'yoqli bo'yoqlar bilan bo'yash oson. Men butun shassis uchun mat qora rangdan foydalanardim. Metall korpusni qum qog'ozi bilan tozalash va eski bo'yoq qatlamlarini yaxshiroq tugatish uchun tozalash kerak. Uzoq umr ko'rish uchun ikki qatlamni qo'llang.

9 -qadam: Sinov va tugatish

Men birinchi marta sinovdan o'tkazganimda hamma narsa mukammal ishlaganini ko'rib, juda xursand bo'ldim. Menimcha, bunday holat birinchi marta sodir bo'lgan.

Men haydovchi taxtasini ushlab turish uchun tiffin qutisini ishlatardim. Hammasi modulli bo'lgani uchun yig'ish oson. RF qabul qilgichining antenna simlari shassi tashqarisidagi po'lat simli antennaga ulangan.

Men kutganimdek, hamma narsa yig'ilganda ajoyib ko'rinardi.

10 -qadam: Buni amalda ko'ring

Yuqorida men boshqa loyiha uchun GPS + akselerometr modulini olib yurish uchun roverdan foydalanganman. Yuqori taxtada GPS, akselerometr, RF uzatuvchi va uy qurilishi Arduino bor. Pastda dvigatel haydovchilar taxtasi joylashgan. U erda Pb-kislotali batareyalar qanday joylashtirilganini ko'rishingiz mumkin. O'rtada tiffin qutisi bo'lishiga qaramay, ular uchun etarli joy bor.

Videoda roverning harakatini ko'ring. Telefonim bilan suratga olganimda, video biroz titroq.

11 -qadam: yaxshilanishlar

Har doim aytganimdek, har doim yaxshilanish uchun joy bor. Men qilgan narsa - bu oddiy RC -rover. Bu og'irlikni ko'tarish, to'siqlardan qochish va tez yurish uchun etarlicha kuchli emas. RF nazorat qilish diapazoni ochiq maydonda taxminan 100 metr bilan cheklangan. Siz bu kamchiliklarni barpo etishga harakat qilishingiz kerak; Agar siz ehtiyot qismlar va asboblar bilan cheklanmasangiz, uni takrorlamang. Mana siz uchun mening takomillashtirish taklifim.

• Tezlik-moment muvozanatini yaxshilash uchun Jonson metall quti dvigatellaridan 500 yoki 600 aylanish tezligidan foydalaning. Ular haqiqatan ham kuchli va 12 V kuchlanishli 12 kg gacha bo'lgan momentni chiqarishi mumkin. Ammo sizga mos keladigan dvigatel drayveri va yuqori oqim uchun batareyalar kerak bo'ladi.
• Dvigatelni PWM boshqaruvi uchun mikrokontrollerdan foydalaning. Shunday qilib, siz rover tezligini boshqarishingiz mumkin. Masofadan boshqarish pultining uchida tezlikni boshqarish uchun maxsus kalit kerak bo'ladi.
• Ishlash diapazonini oshirish uchun yaxshiroq va kuchli radio uzatuvchi va qabul qiluvchi juftidan foydalaning.
• Balki alyuminiydan yasalgan kuchli shassi, bahor amortizatorlari bilan birga.
• Robot qo'llar, kameralar va boshqa narsalarni ulash uchun aylanadigan robotli platforma. Shassining yuqori qismidagi servo yordamida amalga oshirilishi mumkin.

Men yuqorida aytib o'tilgan barcha xususiyatlarga ega 6 g'ildirakli mashinani qurishni va umumiy maqsadli rover platformasi sifatida foydalanishni rejalashtirmoqdaman. Umid qilamanki, sizga bu loyiha yoqdi va nimadir o'rgandingiz. O'qiganingiz uchun tashakkur:)