RC Four Wheel Ground Rover: 11 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:06

Энэ бол "Дугуй дээрх цул" (Стэнли Кубрикийн ачаар: D)

Утасгүй зүйл намайг үргэлж татдаг байсан болохоор би электроникоор хичээллэж эхэлснээсээ хойш алсын удирдлагатай газрын ровер бүтээх нь миний мөрөөдлийн нэг байсан. Коллежийнхоо төслийг хэрэгжүүлэх хүртэл нэг байшин барихад надад хангалттай цаг, мөнгө байгаагүй. Тиймээс би сүүлийн жилийнхээ төсөлд зориулж дөрвөн дугуйт ровер хийв. Энэхүү зааварчилгаанд би хуучин өсгөгчийн хаалт ашиглан роверыг эхнээс нь бүтээх, радио хянагч хэрхэн хийх талаар тайлбарлах болно.

Энэ бол дөрвөн тусдаа жолоодох мотортой, дөрвөн дугуйтай газрын ровер юм. Мотор драйверын хэлхээ нь L298N орчимд суурилсан бөгөөд RF -ийн хяналт нь Holtek хагас дамжуулагчийн HT12E ба HT12D хос дээр суурилдаг. Энэ нь Arduino болон бусад микроконтроллерыг ашигладаггүй. Миний хийсэн хувилбар нь утасгүй ажиллахад хямд 433 МГц -ийн ISM хамтлаг ASK дамжуулагч, хүлээн авагч хосыг ашигладаг. Роверыг дөрвөн товчлуураар удирддаг бөгөөд жолоодох арга нь дифференциал хөтөч юм. Хянагч нь задгай орон зайд 100 м орчим зайтай байдаг. Одоо барилгын ажлыг эхлүүлье.

(Бүх зургууд өндөр нарийвчлалтай. Өндөр нарийвчлалтай байхын тулд тэдгээрийг шинэ таб дээр нээнэ үү.)

Алхам 1: Шаардлагатай эд анги, багаж хэрэгсэл

• 6 мм -ийн цоорхойтой 4 x 10 см x 4 см хэмжээтэй дугуй (эсвэл таны хөдөлгүүртэй нийцсэн дугуй)
• 6 мм босоо амтай 4 х 12В, 300 эсвэл 500 эрг / мин хурдтай хөдөлгүүр
• Тохиромжтой хэмжээтэй 1 х металл хашаа (би хуучин төмөр хайрцгийг дахин ашигласан)
• 4 x L хэлбэрийн мотор хавчаар
• 2 x 6V 5Ah, хар тугалга-хүчил батерей
• 1 x 9V зай
• 1 x L298N мотор жолоочийн самбар эсвэл нүцгэн IC
• 1 x 433MHz дамжуулагч
• 2 x 433MHz хүлээн авагч (нийцтэй)
• 4 x 12 мм товчлуур
• 1 x DC баррель Жак
• 1 x HT12E
• 1 x HT12D
• 1 x CD4077 Quad XNOR Gate IC
• 1 x CD4069 Quad NOT Gate IC
• 4 x 100uF электролитийн конденсатор
• 7 x 100nF керамик конденсатор
• 4 x 470R эсэргүүцэл
• 1 x 51K эсэргүүцэл (чухал)
• 1 x 680R эсэргүүцэл
• 1 x 1M Resisitor (чухал)
• 1 x 7805 эсвэл LM2940 (5V)
• 1 x 7809
• 3 х 2 зүү бүхий шураг терминал
• 1 x SPDT рокер шилжүүлэгч
• 1 х царцсан хар будаг
• LED, утас, ердийн ПХБ, IC залгуур, унтраалга, өрөмдөгч, Дремел, элсний цаас болон бусад хэрэгсэл

Мотор, дугуй, хавчаар гэх мэт эд ангиудыг таны шаардлагын дагуу сонгож болно.

Алхам 2: Мотор жолоочийн схем

HT12D нь цуваа оролт-зэрэгцээ гаралтын декодер болох 12 битийн декодер юм. HT12D -ийн оролтын зүү нь цуваа гаралттай хүлээн авагчтай холбогдоно. 12 битийн дотор 8 бит нь хаягийн бит бөгөөд HT12D нь орж ирж буй өгөгдөл одоогийн хаягтайгаа таарч байвал оролтыг тайлах болно. Хэрэв та олон төхөөрөмжийг ижил давтамжтайгаар ажиллуулахыг хүсч байвал энэ нь ашигтай болно. Та хаягийн утгыг тохируулахын тулд 8 зүү DIPswitch ашиглаж болно. Гэхдээ би тэдгээрийг GND руу шууд гагнасан бөгөөд энэ нь 00000000 гэсэн хаягийг өгдөг. HT12D нь энд 5V -д ажилладаг бөгөөд Rosc -ийн утга 51 KΩ байна. Эсэргүүцлийн утга нь чухал бөгөөд үүнийг өөрчлөх нь декодлоход асуудал үүсгэж болзошгүй юм.

433MHz хүлээн авагчийн гаралт нь HT12D оролттой, дөрвөн гаралт нь L298 2A хос H-bridge драйвертай холбогдсон байна. Дулааны зөв тархалтыг хангахын тулд драйверт дулаан шингээгч хэрэгтэй болно, учир нь энэ нь маш халуун болж магадгүй юм.

Алсын удирдлага дээрх Зүүн товчлуурыг дарахад M1 ба M2 нь M3 ба M4 -ийн эсрэг чиглэлд, харин баруун тийш ажиллахыг хүсч байна. Урагшлуулахын тулд бүх мотор нэг чиглэлд ажиллах ёстой. Үүнийг дифференциал хөтөч гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг байлдааны танкуудад ашигладаг. Тиймээс бид зөвхөн нэг зүүг хянах шаардлагатай биш, харин нэг дор дөрвөн зүү хэрэгтэй болно. Хэрэв танд SPDT унтраалга эсвэл джойстик байхгүй бол SPST товчлууруудын тусламжтайгаар үүнийг хийх боломжгүй болно. Та дээрх логик хүснэгтийг хараад үүнийг ойлгох болно. Дараагийн алхамд дамжуулагчийн төгсгөлд шаардлагатай логикийг олж авдаг.

Бүхэл бүтэн тохиргоо нь цуврал тохируулгатай 6V, 5Ah гэсэн хоёр хар тугалга-хүчил батерейгаар тэжээгддэг. Ингэснээр бид батерейг явах эд анги дотор байрлуулах хангалттай зайтай болно. Гэхдээ хэрэв та Li-Po батерейг 12V-ийн багтаамжаас олж чадвал илүү дээр байх болно. Pb-Acid батерейг гадаад цэнэглэгчтэй холбоход DC баррель үүрийг ашигладаг. HT12D -ийн 5V нь 7805 зохицуулагчийг ашиглан үүсгэгддэг.

Алхам 3: Мотор драйверийг бий болгох

Би бүх эд ангиудыг гагнах зориулалттай перформан хавтанг ашигласан. Нэгдүгээрт, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг олон үсрэгч ашиглахгүйгээр гагнах нь илүү хялбар байхаар байрлуул. Энэ бол туршлагын асуудал юм. Байрлал нь сэтгэл ханамжтай болсны дараа хөлийг гагнаж, илүүдэл хэсгийг нь хайчилж ав. Одоо чиглүүлэлт хийх цаг болжээ. Та ПХБ-ийн дизайны олон програм дээр автомат чиглүүлэгчийн функцийг ашиглаж байсан байж магадгүй юм. Та энд чиглүүлэгч байна. Логикоо ашиглан холбогчийг хамгийн бага ашиглах замаар хамгийн сайн чиглүүлээрэй.

Би RF хүлээн авагчийг шууд гагнахын оронд IC залгуурыг ашигласан тул дараа нь дахин ашиглах боломжтой болно. Бүх самбар нь модульчлагдсан тул дараа нь шаардлагатай бол би амархан задалж болно. Модульчлагдсан байх нь миний нэг хандлага юм.

Алхам 4: RF алсын удирдлагын схем

Энэ бол роверын 4 сувгийн RF алсын удирдлага юм. Алсын удирдлага нь Holtek хагас дамжуулагчийн 2^12 серийн кодлогч-декодер хос HT12E ба HT12D дээр суурилсан болно. RF-ийн холболтыг 433MHz ASK дамжуулагч-хүлээн авагч хосоор гүйцэтгэдэг.

HT12E нь 12 битийн кодлогч бөгөөд үндсэндээ оролтын цуваа гаралтын зэрэгцээ кодлогч юм. 12 битийн 8 бит нь олон хүлээн авагчийг удирдахад ашиглаж болох хаягийн бит юм. A0-A7 тээглүүр нь хаягийн оролтын зүү юм. Осцилляторын давтамж нь 5В ажиллахад 3 КГц байх ёстой. Дараа нь 5 В -ийн хувьд Rosc -ийн утга 1.1 MΩ болно. Бид 9V батерейг нэхэмжилж байгаа тул Rosc -ийн утга 1 MΩ байна. Тодорхой хүчдэлийн мужид ашиглах осцилляторын давтамж ба резисторыг тодорхойлохын тулд мэдээллийн хүснэгтийг үзнэ үү. AD0-AD3 нь хяналтын битийн оролт юм. Эдгээр оролт нь HT12D декодерын D0-D3 гаралтыг хянах болно. Та HT12E гаралтыг цуваа өгөгдлийг хүлээн авдаг аливаа дамжуулагч модульд холбох боломжтой. Энэ тохиолдолд бид гаралтыг 433MHz дамжуулагчийн оролтын зүү рүү холбоно.

Бид алсаас удирдах дөрвөн мотортой бөгөөд эдгээрээс хоёулаа дифференциал хөтлөгчтэй зэрэгцээ холбогдсон бөгөөд өмнөх блок диаграммд үзүүлсэн болно. Би дифференциал хөтөчийн моторыг дөрвөн түгээмэл SPST товчлуураар удирдахыг хүсч байсан. Гэхдээ нэг асуудал байна. Бид зөвхөн SPST товчлуур ашиглан HT12E кодлогчын олон сувгийг хянах (эсвэл идэвхжүүлэх) боломжгүй. Энд логик хаалга тоглож эхэлдэг. Нэг 4069 CMOS NOR, нэг 4077 NAND нь логик драйверийг бүрдүүлдэг. Товчлуурыг дарах бүрт логик хослол нь кодлогчийн олон оролтын зүү дээр шаардлагатай дохиог үүсгэдэг (энэ нь "гэрлийн чийдэн!" Гэх мэт туршилтаар хийсэн зүйл биш харин зөн совинтой шийдэл байсан). Эдгээр логик хаалганы гаралтыг HT12E оролттой холбож, дамжуулагчаар дамжуулж цуваагаар илгээдэг. Дохио хүлээн авмагц HT12D нь дохиог тайлж, гаралтын тээглүүрийг зохих ёсоор татаж, улмаар L298N ба моторыг жолоодох болно.

Алхам 5: RF алсын алчуурыг бүтээх

Би алсын удирдлагад зориулж хоёр тусдаа perfboard хэсгийг ашигласан; нэг нь товчлууруудад, нөгөө нь логик хэлхээнд зориулагдсан. Бүх хавтангууд нь бүрэн модульчлагдсан тул задлахгүйгээр салгаж болно. Дамжуулагч модулийн антенны зүү нь хуучин радио хэлбэрээр хадгалагдсан гадаад дуран антентай холбогдсон байна. Гэхдээ та үүнд ганц ширхэг утас ашиглаж болно. Алсын удирдлага нь 9V батерейг шууд ашигладаг.

Бүх зүйл миний хогны хайрцгаас олсон жижиг хуванцар хайрцагт дарагдсан байв. Алсын удирдлага хийх хамгийн сайн арга биш боловч энэ нь зорилгодоо нийцдэг.

Алхам 6: Алсын удирдлагыг будах

Бүх зүйлийг дотор нь товчлуур, DPDT унтраалга, асаах заагч LED, антен зэргийг багтаасан байв. Би дамжуулагчийн ойролцоо хэдэн нүх өрөмдсөн тул удаан ажилласны дараа бага зэрэг халдаг болохыг олж мэдсэн. Тиймээс нүхнүүд нь агаарын урсгалыг хангах болно.

Жижиг дөрвөн нүхний оронд орой дээрх том тэгш өнцөгт нүхийг огтолсон нь алдаа байсан. Магадгүй би өөр зүйл бодож байсан байх. Би дуусгахын тулд метал мөнгөн будаг ашигласан.

Алхам 7: Явах эд анги байгуулах

Би хуучин өсгөгчийн металл хаалтыг роверын явах эд анги болгон ашигласан. Дотор нь нүхнүүд байсан бөгөөд заримыг нь өрөмдлөгөөр өргөтгөх шаардлагатай болсон нь моторын хавчаарыг засахад хялбар болжээ. Та үүнтэй төстэй зүйлийг хайж олох эсвэл хуудас металл ашиглан хийх хэрэгтэй. Баруун өнцгийн хөдөлгүүрийн хавчаар (эсвэл L хавчаар) нь тус бүрдээ зургаан шураг нүхтэй байдаг. Хуудасны зузаан нь жижиг байсан тул бүхэл бүтэн бат бөх биш байсан боловч батерейны бүх жинг хадгалахад хангалттай байв. Хөдөлгүүрийг тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүртэй самар ашиглан хавчаарт холбож болно. Хөдөлгүүрийн босоо ам нь дугуй холбох зориулалттай урсгалтай нүхтэй.

Би хуванцар хурдны хайрцагтай 300 эргэлтийн тогтмол гүйдэлтэй мотор ашигласан. Хуванцар хурдны хайрцгийн (араа нь метал хэвээр байгаа) мотор нь Жонсоны араа мотороос хямд байдаг. Гэхдээ тэд илүү хурдан элэгдэх бөгөөд тийм их эргэлт байхгүй болно. Би танд 500 эсвэл 600 эргэлтийн хурдтай Жонсон араа хөдөлгүүрийг ашиглахыг санал болгож байна. 300 эргэлт нь сайн хурдтай ажиллахад хангалтгүй юм.

Хөдөлгүүр доторх контактын очийг багасгахын тулд мотор бүрийг 100 нФ керамик конденсатороор гагнах ёстой. Энэ нь моторын илүү сайн амьдралыг хангах болно.

Алхам 8: Явах эд ангиудыг будах

Шүршигч будагны лаазаар будахад хялбар байдаг. Би явах эд анги бүхэлд нь царцсан хар өнгийг ашигласан. Илүү сайн дуусгахын тулд та төмөр биеийг элсэн цаасаар цэвэрлэж, хуучин будагны давхаргыг арилгах хэрэгтэй. Хоёр давхаргыг удаан эдэлгээтэй болгоно.

Алхам 9: Туршилт хийж дуусгах

Анх туршиж үзэхэд бүх зүйл өөгүй ажиллаж байгааг хараад үнэхээр их баярласан. Ийм зүйл анх удаа тохиолдсон гэж бодож байна.

Жолоочийн самбарыг дотор нь барихын тулд би тиффин хайрцаг ашигласан. Бүх зүйл модульчлагдсан тул угсрахад хялбар байдаг. RF хүлээн авагчийн антенны утсыг явах эд ангиас гадна ган утсан антентай холбосон.

Миний хүлээж байсан шиг бүх зүйл угсарч байхдаа гайхалтай харагдаж байв.

Алхам 10: Үүнийг үйл ажиллагаандаа үзээрэй

Дээр дурдсан зүйл бол би ровер ашиглан өөр төсөлд GPS + Accelerometer модулийг авч явсан үе юм. Дээд самбар дээр GPS, акселерометр, RF дамжуулагч, гар хийцийн Arduino байна. Мотор жолоочийн самбар доор байна. Та тэнд Pb-Acid батерейг хэрхэн байрлуулсан болохыг харж болно. Тиффин хайрцгийг голд нь байрлуулсан ч тэдэнд хангалттай зай бий.

Ровер хэрхэн ажиллаж байгааг видеоноос үзнэ үү. Би утсаараа буудаж үзэхэд бичлэг жаахан чичирсэн байна.

Алхам 11: Сайжруулалт

Миний үргэлж хэлдэг шиг сайжруулах зүйл үргэлж байдаг. Миний хийсэн зүйл бол энгийн RC ровер юм. Энэ нь жингээ үүрэх, саад бэрхшээлээс зайлсхийх, хурдан гүйх хүч чадал биш юм. RF хянагчийн хүрээ нь задгай талбайд ойролцоогоор 100 метрээр хязгаарлагддаг. Та бүтээхдээ эдгээр бүх сул талыг арилгахыг хичээх ёстой; Хэрэв та эд анги, багаж хэрэгслийн хүртээмжээр хязгаарлагдахгүй бол үүнийг хуулбарлах хэрэггүй. Миний танд сайжруулах зарим зөвлөмжийг энд оруулав.

• Хурдны эргэлтийн тэнцвэрийг сайжруулахын тулд 500 эсвэл 600 эрг / мин хурдтай Жонсон металл хурдны хайрцгийн хөдөлгүүрийг ашиглана уу. Тэд үнэхээр хүчирхэг бөгөөд 12В хүчдэлд 12 кг хүртэл эргүүлэх хүчийг гаргаж чаддаг. Гэхдээ танд тохирох мотор драйвер, өндөр гүйдлийн батерей хэрэгтэй болно.
• Хөдөлгүүрийн ХОУХШ -ийг хянахын тулд микроконтроллер ашиглана уу. Ингэснээр та роверын хурдыг хянах боломжтой болно. Алсын удирдлагын төгсгөлд хурдыг хянах тусгай унтраалга хэрэгтэй болно.
• Илүү сайн, хүчирхэг радио дамжуулагч, хүлээн авагчийн хослолыг ашигла.
• Хүчтэй явах эд анги нь хөнгөн цагаанаар хийгдсэн бөгөөд хаврын амортизатортой хамт хийгдсэн байх магадлалтай.
• Робот гар, камер болон бусад зүйлийг холбох зориулалттай эргэдэг робот платформ. Явах эд ангийн дээд хэсэгт байрлах servo ашиглан хийж болно.

Би дээр дурдсан бүх онцлог шинж чанар бүхий 6 дугуйтай ровер бүтээхээр төлөвлөж байгаа бөгөөд үүнийг ерөнхий зориулалтын роверын тавцан болгон ашиглахаар төлөвлөж байна. Энэ төсөл танд таалагдаж, ямар нэгэн зүйл сурсан гэж найдаж байна. Уншсанд баярлалаа:)