RC Four Wheel Ground Rover: 11 ნაბიჯი (სურათებით)

2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

ეს არის "მონოლითი ბორბლებზე" (მადლობა სტენლი კუბრიკს: D)

ჩემი ოცნება იყო დისტანციურად კონტროლირებადი როვერის აშენება მას შემდეგ რაც დავიწყე ელექტრონიკაზე მუშაობა, რადგან უკაბელო ნივთებმა ყოველთვის მომხიბლა. მე არ მქონდა საკმარისი დრო და ფული ამის შესაქმნელად კოლეჯის პროექტისთვის. ასე რომ, მე ავაშენე ოთხი ბორბლიანი როვერი ჩემი ბოლო წლის პროექტისთვის. ამ ინსტრუქციურად მე ავხსნი, თუ როგორ გამოვიყენე ძველი გამაძლიერებლის გარსი როვერის ნულიდან ასაშენებლად და როგორ გავაკეთო რადიოკონტროლი.

ეს არის ოთხბორბლიანი გრუნტი, ოთხი ცალკეული ძრავით. საავტომობილო დრაივერის წრე დაფუძნებულია L298N- ის გარშემო, ხოლო RF კონტროლი ემყარება HT12E და HT12D წყვილს Holtek ნახევარგამტარებიდან. ის არ იყენებს არდუინოს ან სხვა მიკროკონტროლებს. ვერსია, რომელიც გავაკეთე, იყენებს იაფფასიან 433 MHz ISM ბენდის ASK გადამცემს და მიმღებს წყვილს უკაბელო ოპერაციისთვის. როვერს აკონტროლებენ ოთხი ღილაკი და მართვის მეთოდია დიფერენციალური დისკი. კონტროლერს აქვს დიაპაზონი დაახლოებით 100 მ ღია სივრცეში. დავიწყოთ ახლა მშენებლობა.

(ყველა სურათი არის მაღალი გარჩევადობის. გახსენით ისინი ახალ ჩანართში მაღალი რეზოლუციისთვის.)

ნაბიჯი 1: საჭირო ნაწილები და ინსტრუმენტები

• 4 x 10 სმ x 4 სმ ბორბლები 6 მმ ხვრელებით (ან ისეთები, რომლებიც თავსებადია თქვენს ძრავებთან)
• 4 x 12V, 300 ან 500 RPM ძრავა 6 მმ ლილვით
• 1 x შესაფერისი ზომის ლითონის დანართი (მე ხელახლა გამოვიყენე ძველი ლითონის ქეისი)
• 4 x L ფორმის საავტომობილო დამჭერები
• 2 x 6V 5Ah, ტყვიის მჟავა ბატარეები
• 1 x 9V ბატარეა
• 1 x L298N Motor Driver Board ან შიშველი IC
• 1 x 433 MHz გადამცემი
• 2 x 433 MHz მიმღები (თავსებადი)
• 4 x 12 მმ Push ღილაკები
• 1 x DC კასრის ჯეკი
• 1 x HT12E
• 1 x HT12D
• 1 x CD4077 Quad XNOR Gate IC
• 1 x CD4069 Quad NOT Gate IC
• 4 x 100uF ელექტროლიტური კონდენსატორები
• 7 x 100nF კერამიკული კონდენსატორები
• 4 x 470R რეზისტორები
• 1 x 51K რეზისტორი (მნიშვნელოვანი)
• 1 x 680R რეზისტორი
• 1 x 1M რეზისტორი (მნიშვნელოვანია)
• 1 x 7805 ან LM2940 (5V)
• 1 x 7809
• 3 x 2pin ხრახნიანი ტერმინალები
• 1 x SPDT როკერის გადამრთველი
• 1 x მქრქალი შავი საღებავი
• LED- ები, მავთულები, საერთო PCB, IC სოკეტები, კონცენტრატორები, საბურღი, Dremel, ქვიშის ქაღალდები და სხვა ინსტრუმენტები

ნაწილები, როგორიცაა ძრავები, ბორბლები, დამჭერები და ა.

ნაბიჯი 2: საავტომობილო დრაივერის სქემა

HT12D არის 12 ბიტიანი დეკოდი, რომელიც არის სერიული შეყვანის პარალელური გამომავალი დეკოდი. HT12D- ის შეყვანის პინი დაუკავშირდება მიმღებს, რომელსაც აქვს სერიული გამომავალი. 12 ბიტს შორის, 8 ბიტი არის მისამართის ბიტი და HT12D გაშიფრავს შეყვანას, თუ შემომავალი მონაცემები ემთხვევა მის ამჟამინდელ მისამართს. ეს სასარგებლოა, თუ გსურთ მრავალი მოწყობილობის მუშაობა ერთი და იგივე სიხშირით. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ 8 პინიანი DIP გადამრთველი მისამართის მნიშვნელობის დასადგენად. მაგრამ მე პირდაპირ გავამყარე GND, რომელიც იძლევა მისამართს 00000000. HT12D აქ მუშაობს 5V- ზე და როსკის ღირებულებაა 51 KΩ. რეზისტორის მნიშვნელობა მნიშვნელოვანია, რადგან მისმა შეცვლამ შეიძლება გამოიწვიოს პრობლემები დეკოდირებისას.

433 მჰც მიმღების გამომავალი დაკავშირებულია HT12D– ის შესასვლელთან, ხოლო ოთხი გამოსავალი უკავშირდება L298 2A ორმაგი H- ხიდის დრაივერს. მძღოლს სჭირდება გამაგრილებელი სითბო სათანადო სითბოს გაფრქვევისთვის, რადგან ის შეიძლება გახდეს ძალიან ცხელი.

როდესაც მე ვაჭერ მარცხენა ღილაკს დისტანციურზე, მინდა M1 და M2 იმოძრაონ M3 და M4– ის საპირისპირო მიმართულებით და პირიქით მარჯვენა ოპერაციისთვის. წინსვლისთვის, ყველა ძრავა უნდა მუშაობდეს ერთი მიმართულებით. ამას ეწოდება დიფერენციალური დისკი და არის ის, რაც გამოიყენება საბრძოლო ტანკებში. აქედან გამომდინარე, ჩვენ გვჭირდება არა მხოლოდ ერთი პინი, რომ გავაკონტროლოთ, არამედ ოთხი ერთდროულად. ამის მიღწევა შეუძლებელია SPST ღილაკებით, რომლებიც მე მაქვს, თუ თქვენ არ გაქვთ SPDT კონცენტრატორები ან ჯოისტიკი. თქვენ ამას მიხვდებით ზემოთ ნაჩვენები ლოგიკური ცხრილის გადახედვით. საჭირო ლოგიკა მიიღწევა გადამცემის ბოლოს მომდევნო საფეხურზე.

მთელი კონფიგურაცია იკვებება ორი 6V, 5Ah ტყვიის მჟავა ბატარეებით სერიის კონფიგურაციაში. ამ გზით ჩვენ გვექნება უამრავი ადგილი ბატარეების ჩასადებად შასის შიგნით. მაგრამ უკეთესი იქნება თუ იპოვით Li-Po ბატარეებს 12 ვ დიაპაზონში. DC ლულის ჯეკი გამოიყენება Pb-Acid ბატარეების გარე დამტენთან დასაკავშირებლად. 5V HT12D– სთვის გენერირდება 7805 რეგულატორის გამოყენებით.

ნაბიჯი 3: შექმენით საავტომობილო მძღოლი

მე გამოვიყენე პერფორი ყველა კომპონენტის შესადუღებლად. პირველ რიგში მოათავსეთ კომპონენტები ისე, რომ უფრო ადვილია მათი შედუღება მრავალი მხტუნავის გამოყენების გარეშე. ეს გამოცდილების საკითხია. მას შემდეგ, რაც განთავსება დამაკმაყოფილებელია, შეაერთეთ ფეხები და მოაშორეთ ზედმეტი ნაწილები. ახლა დროა მარშრუტიზაციის. თქვენ შეიძლება გამოიყენოთ ავტომატური როუტერის ფუნქცია PCB დიზაინის ბევრ პროგრამულ უზრუნველყოფაზე. შენ როუტერი ხარ აქ. გამოიყენეთ თქვენი ლოგიკა საუკეთესო მარშრუტისთვის მხტუნავების მინიმალური გამოყენებით.

მე გამოვიყენე IC სოკეტი RF მიმღებისთვის, ნაცვლად იმისა, რომ პირდაპირ შევაერთო, რადგან მოგვიანებით შემიძლია მისი ხელახლა გამოყენება. მთელი დაფა არის მოდულური, ასე რომ მოგვიანებით საჭიროების შემთხვევაში შემიძლია მათი ადვილად დაშლა. მოდულური ყოფნა ჩემი ერთ -ერთი მიდრეკილებაა.

ნაბიჯი 4: RF დისტანციური მართვის სქემატური სქემა

ეს არის 4 არხიანი RF დისტანციური კონტროლერი როვერისთვის. დისტანციური კონტროლერი ემყარება HT12E და HT12D, 2^12 სერიის კოდირება-დეკოდირების წყვილს Holtek ნახევარგამტარებიდან. RF კომუნიკაცია შესაძლებელია 433 MHz ASK გადამცემი მიმღების წყვილის საშუალებით.

HT12E არის 12 ბიტიანი კოდირებით და ძირითადად პარალელურად შეყვანის სერიული გამომავალი კოდირებით. 12 ბიტიდან 8 ბიტი არის მისამართის ბიტი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალი მიმღების გასაკონტროლებლად. ქინძისთავები A0-A7 არის მისამართის შეყვანის ქინძისთავები. ოსცილატორის სიხშირე უნდა იყოს 3 KHz 5V მუშაობისთვის. შემდეგ Rosc მნიშვნელობა იქნება 1.1 MΩ 5V– ისთვის. ჩვენ ვუჩივით 9 ვ ბატარეას და, შესაბამისად, Rosc მნიშვნელობა არის 1 MΩ. მიმართეთ მონაცემთა ცხრილს, რათა დადგინდეს ზუსტი ოსცილატორის სიხშირე და რეზისტორი, რომელიც გამოიყენება ძაბვის კონკრეტული დიაპაზონისთვის. AD0-AD3 არის საკონტროლო ბიტის შეყვანა. ეს საშუალებები გააკონტროლებს HT12D დეკოდერის D0-D3 გამოსავალს. თქვენ შეგიძლიათ დაუკავშიროთ HT12E გამომავალი ნებისმიერ გადამცემ მოდულს, რომელიც იღებს სერიულ მონაცემებს. ამ შემთხვევაში, ჩვენ ვუკავშირდებით გამომავალს 433MHz გადამცემის შეყვანის პინს.

ჩვენ გვაქვს ოთხი ძრავა დისტანციურად გასაკონტროლებლად, რომელთაგან თითოეული ორი პარალელურად არის დაკავშირებული დიფერენციალური ძრავისთვის, როგორც ეს წინა ბლოკ დიაგრამაზე ჩანს. მინდოდა დიფერენციალური ძრავის ძრავების გაკონტროლება ოთხი SPST ღილაკით, რომლებიც საყოველთაოდ არის ხელმისაწვდომი. მაგრამ არის პრობლემა. ჩვენ არ შეგვიძლია გავაკონტროლოთ (ან ჩართოთ) HT12E კოდირების მრავალი არხი მხოლოდ SPST ღილაკებით. სწორედ აქ ჩნდება ლოგიკური კარიბჭე. ერთი 4069 CMOS NOR და ერთი 4077 NAND ქმნის ლოგიკურ დრაივერს. ღილაკების თითოეული დაჭერისას ლოგიკური კომბინაცია წარმოქმნის საჭირო სიგნალებს კოდირების მრავალ შეყვანის ბუდეზე (ეს იყო ინტუიციური გადაწყვეტა და არა ექსპერიმენტებით შემუშავებული რაღაც, როგორიცაა "ნათურა!"). ამ ლოგიკური კარიბჭეების გამომავალი დაკავშირებულია HT12E- ის საშუალებებთან და სერიულად იგზავნება გადამცემის საშუალებით. სიგნალის მიღებისთანავე, HT12D გაშიფრავს სიგნალს და შესაბამისად გამოიყვანს გამომავალ ბუდეებს, რომლებიც შემდეგ ამოძრავებს L298N და ძრავებს.

ნაბიჯი 5: შექმენით RF დისტანციური კოტროლერი

დისტანციური მართვისთვის გამოვიყენე ორი ცალკე დაფის ნაწილი; ერთი ღილაკებისთვის და ერთი ლოგიკური წრისთვის. ყველა დაფა არის სრულად მოდულური და ასე რომ შესაძლებელია მისი მოშორება ყოველგვარი დაშლის გარეშე. გადამცემი მოდულის ანტენის პინი უკავშირდება გარე ტელესკოპურ ანტენას, რომელიც გადარჩენილია ძველი რადიოსგან. მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ერთი ცალი მავთული ამისათვის. დისტანციური კონტროლერი პირდაპირ იყენებს 9 ვ ბატარეას.

ყველაფერი ჩახლართული იყო პატარა პლასტმასის ყუთში, რომელიც ნაგვის ყუთში ვიპოვე. არ არის საუკეთესო გზა დისტანციური მართვის გასაკეთებლად, მაგრამ ის ემსახურება მიზანს.

ნაბიჯი 6: დისტანციური კონტროლერის დახატვა

შიგნით ყველაფერი შეფუთული იყო ღილაკებით, DPDT გადამრთველით, ინდიკატორით ჩართული ენერგიით და ანტენის გამოვლენით. მე გავხსენი რამოდენიმე ხვრელი გადამცემთან ახლოს, რადგან აღმოვაჩინე, რომ ის ოდნავ თბება გახანგრძლივებული ოპერაციის შემდეგ. ასე რომ, ხვრელები უზრუნველყოფენ ჰაერის ნაკადს.

შეცდომა იყო პატარა ოთხკუთხედის ნაცვლად თავზე დიდი მართკუთხა ხვრელის გაჭრა. ალბათ სხვა რამეზე ვფიქრობდი. მე გამოვიყენე მეტალის ვერცხლისფერი საღებავი დასასრულებლად.

ნაბიჯი 7: შასის შექმნა

როვერის შასის სახით გამოვიყენე ძველი გამაძლიერებელი ლითონის საფარი. მას ქვემოდან ჰქონდა ხვრელები და ზოგიერთი მათგანი უნდა გაეფართოვებინა ბურღვით, რამაც ძრავის დამჭერების დაფიქსირება გაადვილა. თქვენ უნდა იპოვოთ რაიმე მსგავსი ან გააკეთოთ ის ლითონის გამოყენებით. მართკუთხა საავტომობილო დამჭერებს (ან L დამჭერებს) თითოეულს აქვს ექვსი ხრახნიანი ხვრელი. მთელი კონფიგურაცია არ იყო ისეთი მყარი, რადგან ფურცლის სისქე მცირე იყო, მაგრამ საკმარისი იყო ბატარეების ყველა წონის შესანარჩუნებლად. ძრავები შეიძლება მიმაგრდეს დამჭერებზე, თხილით, რომლებიც მოწოდებულია DC გადაცემათა კოლოფით. ძრავის ლილვს აქვს ხრახნიანი ხვრელი ბორბლების შესაერთებლად.

მე გამოვიყენე 300 RPM DC გადაცემათა კოლოფი პლასტიკური გადაცემათა კოლოფით. პლასტიკური გადაცემათა კოლოფი (გადაცემათა კოლოფი ჯერ კიდევ ლითონისაა) ძრავები უფრო იაფია ვიდრე ჯონსონის გადაცემათა კოლოფი. მაგრამ ისინი უფრო სწრაფად იცვლებიან და არ ექნებათ იმდენი ბრუნვის მომენტი. მე გირჩევთ გამოიყენოთ ჯონსონის გადაცემული ძრავები RPMs 500 ან 600. 300 RPM არ არის საკმარისი კარგი სიჩქარისთვის.

თითოეული ძრავა უნდა იყოს შეკრული 100 nF კერამიკული კონდენსატორებით, რათა შემცირდეს კონტაქტების ნაპერწკლები ძრავების შიგნით. ეს უზრუნველყოფს ძრავების უკეთეს სიცოცხლეს.

ნაბიჯი 8: შასის დახატვა

შეღებვა ადვილია სპრეის საღებავის ქილაებით. მე გამოვიყენე მქრქალი შავი მთელი შასისთვის. თქვენ უნდა გაწმინდოთ ლითონის სხეული ქვიშის ქაღალდით და ამოიღოთ ძველი საღებავის ფენები უკეთესი დასრულებისთვის. გამოიყენეთ ორი ფენა ხანგრძლივი სიცოცხლისთვის.

ნაბიჯი 9: ტესტირება და დასრულება

მე ნამდვილად აღფრთოვანებული ვიყავი, რომ დავინახე, რომ ყველაფერი უნაკლო მუშაობდა, როდესაც პირველად გამოვცადე. მე ვფიქრობ, რომ პირველად მოხდა მსგავსი რამ.

მე გამოვიყენე tiffin ყუთი მძღოლის დაფის შიგნით შესანახად. რადგან ყველაფერი მოდულურია, შეკრება ადვილია. RF მიმღების ანტენის მავთული უკავშირდებოდა ფოლადის მავთულის ანტენას შასის გარეთ.

ყველაფერი უბრალოდ მშვენივრად გამოიყურებოდა, როდესაც აწყობილი იყო, ზუსტად ისე, როგორც ველოდი.

ნაბიჯი 10: ნახეთ იგი მოქმედებაში

ზემოთ არის, როდესაც როვერს ვიყენებ GPS + აქსელერომეტრის მოდულის გადასატანად სხვა პროექტისათვის. ზედა დაფაზე არის GPS, ამაჩქარებელი, RF გადამცემი და ხელნაკეთი Arduino. ძრავის მძღოლის დაფა ქვემოთ არის. თქვენ ხედავთ, თუ როგორ არის მოთავსებული Pb-Acid ბატარეები იქ. იქ საკმარისი ადგილია მათთვის, მიუხედავად იმისა, რომ შუაში აქვთ ტიფინის ყუთი.

იხილეთ როვერის მოქმედება ვიდეოში. ვიდეო ცოტა შემაძრწუნებელია, რადგან ტელეფონით გადავიღე.

ნაბიჯი 11: გაუმჯობესება

როგორც ყოველთვის ვამბობ, ყოველთვის არის გაუმჯობესების ადგილი. ის, რაც მე გავაკეთე, არის მხოლოდ ძირითადი RC როვერი. ის არ არის საკმარისად ძლიერი, რომ ატვირთოს წონა, აიცილოს დაბრკოლებები და არც ისე სწრაფად. RF კონტროლერის დიაპაზონი შეზღუდულია დაახლოებით 100 მეტრამდე ღია სივრცეში. თქვენ უნდა ეცადოთ ყველა ამ ნაკლოვანების გადაწყვეტას, როდესაც აშენებთ ერთს; არ გაიმეოროთ იგი, თუ არ შემოიფარგლებით ნაწილებითა და ხელსაწყოებით. აქ არის რამოდენიმე ჩემი გაუმჯობესების წინადადება თქვენთვის.

• გამოიყენეთ ჯონსონის ლითონის გადაცემათა კოლოფი 500 ან 600 RPM სიჩქარე-ბრუნვის უკეთესი ბალანსისთვის. ისინი მართლაც მძლავრია და შეუძლიათ 12 კილოგრამამდე ბრუნვის სიჩქარე 12 ვ -ზე. მაგრამ თქვენ დაგჭირდებათ თავსებადი ძრავის მძღოლი და ბატარეები მაღალი დენისთვის.
• გამოიყენეთ მიკროკონტროლი ძრავის PWM კონტროლისთვის. ამ გზით თქვენ შეგიძლიათ გააკონტროლოთ როვერის სიჩქარე. დასჭირდება დისტანციური მართვის ბოლოს სიჩქარის კონტროლისთვის გამოყოფილი გადამრთველი.
• გამოიყენეთ უკეთესი და ძლიერი რადიო გადამცემი და მიმღები წყვილი ოპერაციული დიაპაზონის გაზრდისთვის.
• ძლიერი შასი ალბათ დამზადებულია ალუმინისგან, გაზაფხულის ამორტიზატორებთან ერთად.
• მბრუნავი რობოტული პლატფორმა რობოტული მკლავების, კამერების და სხვა ნივთების დასამაგრებლად. შეიძლება გაკეთდეს სერვის გამოყენებით შასის თავზე.

მე ვგეგმავ ავაშენო 6 ბორბლიანი როვერი ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი მახასიათებლით და გამოვიყენო როგორც ზოგადი დანიშნულების როვერის პლატფორმა. იმედია მოგეწონათ ეს პროექტი და ისწავლეთ რამე. Მადლობა წაკითხვისთვის:)