RC Four Wheel Ground Rover: 11 кадам (Сүрөттөр менен)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2025-01-23 14:53

Бул "дөңгөлөктөрдөгү монолит" (Стэнли Кубрикке рахмат: D)

Мен электроника менен иштей баштагандан бери алыстан башкарылуучу жер роверин куруу менин кыялдарымдын бири болчу, анткени зымсыз нерселер мени дайыма кызыктырчу. Колледжимдин долбооруна чейин бирөө курууга убактым жана акчам жок болчу. Ошентип, мен акыркы жылдагы долбоорум үчүн төрт дөңгөлөктүү ровер курдум. Бул көрсөтмөдө мен эски күчөткүчтүн корпусун кантип башынан баштап куруу жана радио контроллерди кантип жасоо керектигин түшүндүрөм.

Бул төрт дөңгөлөктүү ровер, төрт өзүнчө кыймылдаткыч. Мотор айдоочусу схемасы L298N тегерегинде, ал эми RF контролу Holtek жарым өткөргүчтөн HT12E жана HT12D жуптарына негизделген. Бул Arduino же башка микроконтроллерди колдонбойт. Мен чыгарган версияда 433 МГц ISM диапазону ASK зымсыз иштөө үчүн арзан жуп колдонулат. Ровер төрт баскыч менен башкарылат жана айдоо ыкмасы дифференциалдуу диск болуп саналат. Контроллер ачык мейкиндикте болжол менен 100 м аралыкка ээ. Эми курулушту баштайлы.

(Бардык сүрөттөр жогорку чечилиште. Жогорку чечилиш үчүн аларды жаңы өтмөктө ачыңыз.)

1 -кадам: Бөлүктөр жана инструменттер талап кылынат

• 4 х 10 см х 4 см дөңгөлөктөр 6 мм тешиктери менен (же моторлоруңузга шайкеш келгендер)
• 4 x 12V, 300 же 500 RPM редукторлуу моторлору 6 мм
• 1 х ылайыктуу өлчөмдөгү металл корпус (мен эски металл корпусту кайра колдондум)
• 4 х L формасындагы мотор кыскычтары
• 2 x 6V 5Ah, Коргошун-кислота батареялары
• 1 x 9V батарея
• 1 x L298N Motor Driver Board же жылаңач IC
• 1 x 433MHz өткөргүч
• 2 x 433MHz алуучу (шайкеш)
• 4 x 12 мм баскычтар
• 1 x DC Barrel Jack
• 1 x HT12E
• 1 x HT12D
• 1 x CD4077 Quad XNOR Gate IC
• 1 x CD4069 Quad NOT Gate IC
• 4 x 100uF электролиттик конденсаторлор
• 7 x 100nF керамикалык конденсаторлор
• 4 x 470R каршылыгы
• 1 x 51K резистору (маанилүү)
• 1 x 680R каршылыгы
• 1 x 1M Resisitor (маанилүү)
• 1 x 7805 же LM2940 (5V)
• 1 x 7809
• 3 x 2pin Screw терминалдары
• 1 x SPDT рокер которгуч
• 1 х кара түстүү боектор
• Светодиоддор, зымдар, жалпы ПХБ, IC розеткалары, өчүргүчтөр, бургулоочу, Дремел, кум кагаздары жана башка шаймандар

Кыймылдаткычтар, дөңгөлөктөр, кыскычтар ж.

2 -кадам: Мотор айдоочусунун схемасы

HT12D-бул 12-разряддуу декодер, ал сериялык киргизүү-параллель чыгаруу декодери. HT12D кирүү пини сериялык чыгарылышы бар ресиверге туташтырылат. 12 биттин ичинен 8 бит дарек биттери жана HT12D кирүүчү маалыматтар учурдагы дарегине дал келсе гана, кодду чечет. Бул бир эле жыштыкта көптөгөн түзмөктөрдү иштеткиңиз келсе пайдалуу. Даректи баалоо үчүн 8 пин DIPswitch колдонсоңуз болот. Бирок мен аларды 00000000 дарегин берген GNDге түз ээрчидим. HT12D бул жерде 5В иштейт жана Rosc мааниси 51 KΩ. Резистордун мааниси маанилүү, анткени аны өзгөртүү чечмелөөдө көйгөйлөрдү жаратышы мүмкүн.

433MHz кабыл алгычтын чыгышы HT12D киришине туташкан, ал эми төрт чыгуу L298 2A кош H-көпүрө драйверине туташкан. Айдоочуга туура жылуулук таралышы үчүн жылыткыч керек, анткени ал абдан ысып кетиши мүмкүн.

Мен пульттун сол баскычын басканымда, M1 жана M2 M3 жана M4 карама -каршы багытта жана тескерисинче Оң иштөө үчүн иштешин каалайм. Алга иштөө үчүн бардык моторлор бир багытта иштеши керек. Бул дифференциалдуу диск деп аталат жана согуш танктарында колдонулат. Ошондуктан бизге көзөмөлдөө үчүн бир эле пин керек эмес, ошол эле учурда төрт. Эгер SPDT өчүргүчтөрү же джойстик болбосо, буга SPST баскычтары аркылуу жетүү мүмкүн эмес. Муну жогоруда көрсөтүлгөн логикалык таблицага карап түшүнөсүз. Керектүү логика кийинки кадамда өткөргүчтүн аягында жетишилет.

Бүт орнотуу сериялык конфигурациядагы 6V, 5Ah коргошун-кислота батареялары менен иштейт. Ошентип, биз батарейкаларды шассидин ичине коюуга көп орун алабыз. Бирок 12V диапазонунда Li-Po батареяларын тапсаңыз жакшы болот. DC баррель уячасы Pb-Acid батареяларын тышкы заряддагычка туташтыруу үчүн колдонулат. HT12D үчүн 5V 7805 регуляторун колдонуу менен түзүлөт.

3 -кадам: Мотор айдоочусун куруу

Мен бардык компоненттерди ширетүү үчүн перформатты колдондум. Биринчиден, компоненттерди көп секиргичтерди колдонбостон аларды эритип коюңуз. Бул тажрыйба маселеси. Орнотуу канааттандырарлык болгондон кийин, буттарды ширетип, ашыкча бөлүктөрүн кесип салыңыз. Эми маршруттун убактысы келди. Сиз көптөгөн PCB дизайн программаларында авто роутер мүмкүнчүлүгүн колдонгон болушуңуз мүмкүн. Сиз бул жерде роутерсиз. Логикаңызды секирүүчүлөрдү минималдуу колдонуу менен эң жакшы багыттоо үчүн колдонуңуз.

Мен аны туташтыруунун ордуна RF кабылдагычы үчүн IC розеткасын колдондум, анткени кийинчерээк кайра колдоно алам. Бардык такта модулдук болгондуктан, кийинчерээк талап кылынса, аларды оңой эле ажыратып алам. Модулдук болуу менин эң жакшы көргөн нерселеримдин бири.

4 -кадам: RF Remote Controller схемасы

Бул ровер үчүн 4 каналдуу RF алыстан башкаргычы. Алыстан башкаруу пульти HT12E жана HT12D, 2^12 сериясындагы кодер-декодер түгөйү Holtek жарым өткөргүчүнө негизделген. RF байланышы 433MHz ASK өткөргүч-алуучу жуп аркылуу мүмкүн болот.

HT12E-бул 12 биттик кодер жана негизинен параллелдүү кирүү-сериялык чыгаруу кодери. 12 биттин ичинен 8 бит-бул бир нече кабылдагычтарды көзөмөлдөө үчүн колдонула турган дарек биттери. A0-A7 төөнөгүчтөрү дарек киргизүү казыктары. 5V иштөө үчүн осциллятордун жыштыгы 3 KHz болушу керек. Ошондо Rosc 5V үчүн 1.1 MΩ болот. Биз 9V батареяны сотко беребиз, демек, Rosc баасы 1 MΩ. Конкреттүү чыңалуу диапазонунда колдонулуучу так осциллятордун жыштыгын жана каршылыгын аныктоо үчүн маалымат барагына кайрылыңыз. AD0-AD3-бул контролдук биттер. Бул кириштер HT12D декодеринин D0-D3 чыгышын көзөмөлдөйт. Сиз HT12E чыгарылышын сериялык маалыматтарды кабыл алган ар кандай өткөргүч модулуна туташтыра аласыз. Бул учурда, биз чыгууну 433MHz өткөргүчтүн кирүү пинине туташтырабыз.

Бизде алыстан башкара турган төрт мотор бар, алардын ар бири экинчиси мурунку блок -схемада көрүнгөндөй дифференциалдуу дискке параллель туташкан. Мен дифференциалдуу диск үчүн моторлорду жалпыга жеткиликтүү болгон төрт SPST баскычтары менен башкаргым келди. Бирок көйгөй бар. Биз SPST баскычтары менен HT12E коддогучтун бир нече каналын башкара албайбыз (же иштете албайбыз). Бул жерде логикалык дарбазалар ойнойт. Бир 4069 CMOS NOR жана бир 4077 NAND логикалык драйверди түзөт. Баскычтардын ар бир басылышы үчүн, логикалык комбинация коддогучтун бир нече кирүү түйүндөрүндө керектүү сигналдарды пайда кылат (бул "лампочка!" Сыяктуу эксперимент аркылуу ойлонулган нерсе эмес, интуитивдүү чечим болчу). Бул логикалык дарбазалардын чыгышы HT12Eнин киришине туташып, өткөргүч аркылуу сериялык түрдө жөнөтүлөт. Сигналды алгандан кийин, HT12D сигналдын кодун чечет жана L298N менен моторлорду ошого жараша чыгаруучу казыктарды тартат.

5 -кадам: RF Remote Cotroller куруу

Мен алыстан башкаруучу үчүн эки башка перфорд бөлүгүн колдондум; бири баскычтар үчүн, бири логикалык схема үчүн. Бардык такталар толугу менен модулдук болгондуктан, аларды эч кандай тазалоосуз ажыратууга болот. Бергич модулунун антенна пини эски радионун куткарылган тышкы телескопиялык антеннасына туташкан. Бирок ал үчүн бир эле зымды колдонсоңуз болот. Алыстан башкаруучу түздөн -түз 9В батареяны колдонот.

Бардыгы таштанды кутучасынан тапкан кичинекей пластикалык кутуга тыгылды. Алыстан башкаруучу кылуунун эң жакшы жолу эмес, бирок бул максатка кызмат кылат.

6 -кадам: Алыстан башкаруу пульту

Баары ичинде баскычтар, DPDT которгуч, жарыктын индикатору жана антенна бар. Мен өткөргүчтүн жанында бир нече тешик бургуладым, анткени ал узакка созулган операциядан кийин бир аз ысып кетет. Ошентип, тешиктер бир аз аба агымын камсыз кылат.

Чоң төрт бурчтуктун ордуна үстүндөгү чоң тик бурчтуу тешикти кесүү жаңылыштык болгон. Мен башка нерсени ойлонуп жүргөндүрмүн. Мен аягына металл күмүш боек колдондум.

7 -кадам: Шассиди куруу

Мен эски күчөткүчтүн металл корпусун ровердин шасси катары колдондум. Анын астында тешиктер бар болчу жана мотор кыскычтарын оңдоону жеңилдеткен кээ бирлерин бургулоочу менен кеңейтүүгө туура келди. Сиз окшош нерсени табышыңыз керек же металлды колдонуп жасашыңыз керек. Оң бурчтуу мотор кыскычтарынын (же L кыскычтарынын) ар биринде алты бурама тешиги бар. Барактын калыңдыгы кичине болгондуктан, бардык орнотуулар бышык эмес болчу, бирок батарейкалардын бардык салмагын кармоо үчүн жетиштүү. Кыймылдаткычтарды DC тиштүү кыймылдаткычтары менен камсыздалган гайкаларды колдонуу менен бекитүүгө болот. Кыймылдаткычтын валында дөңгөлөктөрдү бекитүү үчүн оюкчалуу тешик бар.

Мен пластикалык редуктор менен 300 RPM DC редукторлорду колдондум. Пластикалык редуктордун (тиштери дагы эле металл) моторлору Джонсондун редукторлоруна караганда арзаныраак. Бирок алар бат эле эскирет жана анча чоң моментке ээ эмес. Мен сизге RPMs 500 же 600 менен Johnson редукторлорун колдонууну сунуштайм. 300 RPM жакшы ылдамдык үчүн жетишсиз.

Ар бир мотор мотордун ичиндеги учкундарды азайтуу үчүн 100 нФ керамикалык конденсаторлор менен ширетилиши керек. Бул моторлордун жакшы жашоосун камсыз кылат.

8 -кадам: шассиди сырдоо

Сүрөт боёк кутулар менен оңой. Мен бүт шасси үчүн жалтырабаган кара колдондум. Металл корпусун кум кагазы менен тазалап, жакшы бүтүрүү үчүн эски боек катмарларын алып салышыңыз керек. Узак өмүр үчүн эки пальто колдонуңуз.

9 -кадам: Тестирлөө жана бүтүрүү

Мен сынагандан кийин баары кемчиликсиз иштегенин көрүп чындап толкундандым. Менимче, мындай нерсе биринчи жолу болду.

Мен айдоочунун тактасын кармоо үчүн тиффин кутусун колдондум. Баары модулдук болгондуктан, монтаждоо оңой. RF алуучунун антенна зымы шасси сыртында болоттон жасалган зым антеннага туташтырылган.

Баары жөн эле мен күткөндөй чогулганда сонун көрүндү.

10 -кадам: Аны иш жүзүндө караңыз

Жогоруда мен башка долбоор үчүн GPS + Акселерометр модулун алып жүрүү үчүн роверди колдонгом. Үстүнкү тактада GPS, акселерометр, RF өткөргүч жана үйдө жасалган Arduino бар. Төмөндө мотор айдоочулар тактасы бар. Сиз ал жерде Pb-Acid батарейкалары кантип коюлганын көрө аласыз. Ортодо тиффин кутусуна карабастан, алар үчүн жетиштүү орун бар.

Видеодон ровердин аракетин көрүңүз. Телефонум менен тартканымда видео бир аз титиреп турат.

11 -кадам: жакшыртуулар

Мен дайыма айткандай, жакшыртуу үчүн дайыма орун бар. Мен жасаган нерсе RCтин негизги ровери. Бул оордуктарды көтөрүүгө, тоскоолдуктардан качууга жана ылдамдыкка жетүүгө кубаттуу эмес. RF контроллер диапазону ачык мейкиндикте болжол менен 100 метр менен чектелген. Сиз бул кемчиликтерди бирин куруп жатканда чечүүгө аракет кылышыңыз керек; бөлүктөрүнүн жана шаймандарынын жеткиликтүүлүгү менен чектелбесе, жөн эле кайталабаңыз. Бул жерде сиз үчүн менин жакшыртуу сунуштарым бар.

• Жакшы ылдамдык-момент балансы үчүн Johnson металл редукторунун 500 же 600 айлануу моторун колдонуңуз. Алар чындап эле күчтүү жана 12 Вдо 12 кг моментке чейин чыгара алышат. Бирок сизге шайкеш мотор драйвери жана жогорку агымдар үчүн батареялар керек болот.
• Мотордун PWM көзөмөлү үчүн микроконтроллерди колдонуңуз. Ошентип, сиз ровердин ылдамдыгын башкара аласыз. Алыстан башкаруунун аягында ылдамдыкты көзөмөлдөө үчүн атайын которгуч керек болот.
• Иштөө диапазонун жогорулатуу үчүн жакшыраак жана күчтүү радио өткөргүч менен алуучу жупту колдонуңуз.
• Балким алюминийден жасалган күчтүү шасси, жазгы амортизаторлор менен бирге.
• Роботтук куралдарды, камераларды жана башка нерселерди тиркөө үчүн айлануучу робот платформа. Шассидин үстүндөгү сервону колдонуу менен жасалышы мүмкүн.

Мен жогоруда айтылган бардык өзгөчөлүктөрү бар 6 дөңгөлөктүү ровер курууну пландап жатам жана жалпы колдонуучу платформа катары колдонулууну пландап жатам. Бул долбоор сизге жакты жана бир нерсе үйрөндүңүз деп үмүттөнөбүз. Окуу үчүн рахмат:)