RC Four Wheel Ground Rover: 11 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2025 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2025-01-13 06:56

Bu "təkərlər üzərində monolit" dir (Stanley Kubrick sayəsində: D)

Elektronika ilə məşğul olmağa başladığım vaxtdan bəri uzaqdan idarə olunan yer roverini qurmaq xəyallarımdan biri idi, çünki simsiz şeylər məni həmişə valeh edirdi. Kollec layihəm bitənə qədər tikmək üçün vaxtım və pulum yox idi. Beləliklə, son il layihəm üçün dörd təkərli bir maşın qurdum. Bu təlimatda roveri sıfırdan qurmaq üçün köhnə gücləndiricinin korpusunu necə istifadə etdiyimi və radio nəzarətçisini necə edəcəyimi izah edəcəyəm.

Bu, dörd ayrı sürücülük mühərriki olan dörd təkərli yerüstü roverdir. Motor sürücüsü dövrəsi L298N ətrafında, RF idarəetməsi isə Holtek yarımkeçiricisindən HT12E və HT12D cütlüyünə əsaslanır. Arduino və ya digər mikrokontrolörlərdən istifadə etmir. Hazırladığım versiya, simsiz iş üçün ucuz 433 MHz ISM diapazonlu ASK ötürücü və alıcı cütündən istifadə edir. Rover dörd düymə ilə idarə olunur və istifadə olunan idarəetmə üsulu diferensial sürücüdür. Nəzarətçi açıq sahədə təxminən 100 m məsafəyə malikdir. İndi tikintiyə başlayaq.

(Bütün şəkillər yüksək qətnamələrdədir. Yüksək qətnamə üçün yeni sekmədə açın.)

Addım 1: Lazım olan hissələr və alətlər

• 6 mm delikli 4 x 10 sm x 4 sm təkərlər (və ya sahib olduğunuz mühərriklərə uyğun olanlar)
• 6 mm şaftlı 4 x 12V, 300 və ya 500 RPM dişli mühərriklər
• 1 x uyğun ölçüdə metal korpus (köhnə metal korpusu yenidən istifadə etdim)
• 4 x L şəkilli motor sıxacları
• 2 x 6V 5Ah, Qurğuşunlu turşu batareyaları
• 1 x 9V batareya
• 1 x L298N Motor Sürücü Kartı və ya çılpaq IC
• 1 x 433MHz ötürücü
• 2 x 433MHz Alıcı (uyğun)
• 4 x 12 mm düymələr
• 1 x DC Barel Jack
• 1 x HT12E
• 1 x HT12D
• 1 x CD4077 Quad XNOR Gate IC
• 1 x CD4069 Quad NOT Gate IC
• 4 x 100uF Elektrolitik Kondansatörler
• 7 x 100nF Seramik Kondansatörler
• 4 x 470R rezistorlar
• 1 x 51K Rezistor (vacib)
• 1 x 680R rezistor
• 1 x 1M Rezistor (vacib)
• 1 x 7805 və ya LM2940 (5V)
• 1 x 7809
• 3 x 2pin Vida Terminalları
• 1 x SPDT Rocker Switch
• 1 x Mat Qara Boya
• LEDlər, tellər, ümumi PCB, IC yuvaları, açarlar, qazmaçı, Dremel, qum kağızları və digər vasitələr

Mühərriklər, təkərlər, sıxaclar və s. Kimi hissələr ehtiyaclarınıza uyğun olaraq seçilə bilər.

Addım 2: Motor Sürücü Şematik

HT12D, seriyalı giriş-paralel çıxış kod deşifrçisi olan 12 bitlik bir dekoderdir. HT12D giriş pin seriyalı çıxışı olan bir alıcıya bağlanacaq. 12 bitlər arasında 8 bit ünvan bitləridir və HT12D yalnız daxil olan məlumatlar cari ünvana uyğun olarsa girişi deşifr edəcək. Eyni tezlikdə bir çox cihazı idarə etmək istəyirsinizsə bu faydalıdır. Ünvan dəyərini təyin etmək üçün 8 pinli DIPswitch istifadə edə bilərsiniz. Ancaq onları 00000000 ünvanını verən GND -yə birbaşa lehimlədim. HT12D burada 5V -də işləyir və Rosc dəyəri 51 KΩ -dir. Rezistorun dəyəri vacibdir, çünki onun dəyişdirilməsi kodun açılması ilə bağlı problem yarada bilər.

433MHz alıcının çıxışı HT12D girişinə, dörd çıxışı isə L298 2A ikili H körpü sürücüsünə bağlıdır. Sürücünün çox istilənə biləcəyi üçün düzgün bir istilik yayılması üçün bir qızdırıcıya ehtiyacı var.

Uzaqdan idarəetmə düyməsindəki Sol düyməsini basdığımda, M1 və M2 -nin M3 və M4 ilə əks istiqamətdə və əksinə Sağ əməliyyat üçün çalışmasını istəyirəm. İrəli işləməsi üçün bütün mühərriklər eyni istiqamətdə işləməlidir. Buna diferensial sürücü deyilir və döyüş tanklarında istifadə olunur. Buna görə də nəzarət etmək üçün tək bir pin yox, eyni zamanda dörd ədəd lazımdır. Bəzi SPDT açarları və ya joystickiniz olmadığı təqdirdə əldə etdiyim SPST düymələri ilə buna nail olmaq mümkün deyil. Bunu yuxarıda göstərilən məntiq cədvəlinə baxaraq başa düşəcəksiniz. Növbəti addımda vericinin sonunda lazımi məntiq əldə edilir.

Bütün qurğu seriyalı konfiqurasiyada iki 6V, 5Ah Qurğuşun-Asit batareyası ilə təchiz edilmişdir. Bu şəkildə batareyaları şassinin içərisinə yerləşdirmək üçün çox yerimiz olacaq. Ancaq 12V aralığında Li-Po batareyaları tapsanız daha yaxşı olar. Pb-Acid batareyalarını xarici şarj cihazına bağlamaq üçün bir DC barel jakı istifadə olunur. HT12D üçün 5V, 7805 tənzimləyicisi istifadə edərək yaradılır.

Addım 3: Motor Sürücüsünün Qurulması

Bütün komponentləri lehimləmək üçün bir taxta istifadə etdim. Əvvəlcə komponentləri bir çox atlayıcı istifadə etmədən lehimləmək daha asan olacaq şəkildə yerləşdirin. Bu təcrübə məsələsidir. Yerləşdirmə qənaətbəxş olduqda, ayaqları lehimləyin və artıq hissələri kəsin. İndi marşrutlaşdırmanın vaxtı gəldi. Bir çox PCB dizayn proqramında avtomatik yönləndirici xüsusiyyətindən istifadə etmiş ola bilərsiniz. Buradakı yönləndiricisən. Minimum tullanan istifadə edərək ən yaxşı marşrutlaşdırma üçün məntiqinizi istifadə edin.

Doğrudan lehimləmək əvəzinə RF alıcısı üçün bir IC yuvası istifadə etdim, çünki daha sonra yenidən istifadə edə bilərəm. Bütün lövhə moduldur ki, sonradan tələb olunarsa asanlıqla sökə bilərəm. Modul olmaq mənim meyllərimdən biridir.

Addım 4: RF Uzaqdan Nəzarət Sxematik

Bu, rover üçün 4 kanallı RF uzaqdan idarəedicisidir. Uzaqdan idarəetmə cihazı, Holtek yarımkeçiricisindən 2^12 seriyalı kodlayıcı-deşifrçi HT12E və HT12D-ə əsaslanır. RF rabitəsi 433MHz ASK ötürücü-qəbuledici cütü ilə mümkün olur.

HT12E, 12 bitlik bir kodlayıcıdır və əsasən paralel bir giriş seriyalı çıxış kodlayıcısıdır. 12 bitdən 8 bit, çoxlu alıcıları idarə etmək üçün istifadə edilə bilən ünvan bitləridir. A0-A7 sancaqları ünvan giriş pinləridir. Osilatörün tezliyi 5V işləmək üçün 3 KHz olmalıdır. Sonra Rosc 5V üçün 1.1 MΩ olacaq. 9V batareya tələb edirik və buna görə Rosc dəyəri 1 MΩ -dir. Xüsusi bir gərginlik aralığında istifadə ediləcək dəqiq osilatör tezliyini və rezistoru təyin etmək üçün məlumat cədvəlinə baxın. AD0-AD3 nəzarət bit girişləridir. Bu girişlər HT12D dekoderin D0-D3 çıxışlarını idarə edəcək. HT12E çıxışını seriya məlumatlarını qəbul edən hər hansı bir ötürücü moduluna qoşa bilərsiniz. Bu vəziyyətdə, çıxışı 433MHz ötürücünün giriş pininə bağlayırıq.

Uzaqdan idarə etmək üçün dörd motorumuz var, onlardan hər biri əvvəlki blok diaqramında göründüyü kimi diferensial sürücü üçün paralel olaraq bağlanır. Diferensial sürücünün mühərriklərini ümumiyyətlə mövcud olan dörd SPST düymələri ilə idarə etmək istədim. Amma bir problem var. Yalnız SPST düymələri ilə HT12E kodlayıcısının birdən çox kanalını idarə edə (və ya aktivləşdirə) bilmirik. Məntiq qapılarının işə düşdüyü yer budur. Bir 4069 CMOS NOR və bir 4077 NAND məntiq sürücüsünü təşkil edir. Düymələrin hər basıldığı zaman, məntiq birləşməsi kodlayıcının birdən çox giriş sancağında lazımi siqnallar yaradır (bu, "ampul!" Kimi sınaqdan çıxarılan bir şey deyil, intuitiv bir həll idi). Bu məntiq qapılarının çıxışı HT12E girişləri ilə əlaqələndirilir və ötürücü vasitəsilə ardıcıl olaraq göndərilir. Siqnal aldıqdan sonra HT12D siqnalı deşifr edəcək və L298N və mühərrikləri idarə edəcək çıxış pinlərini buna uyğun olaraq çəkəcək.

Addım 5: RF Uzaqdan Pambıq Çarxının qurulması

Uzaqdan idarəetmə üçün iki ayrı taxta parçası istifadə etdim; biri düymələr üçün, biri də məntiq dövrəsi üçün. Bütün lövhələr tamamilə moduldur və buna görə də sökülmədən çıxarıla bilər. Verici modulunun anten pimi, köhnə bir radiodan xilas edilmiş xarici bir teleskopik antenaya bağlıdır. Ancaq bunun üçün tək bir tel istifadə edə bilərsiniz. Uzaqdan idarəetmə cihazı birbaşa 9V batareyadan istifadə edir.

Hər şey zibil qutusunda tapdığım kiçik bir plastik qutuya yığılmışdı. Uzaqdan idarə etmənin ən yaxşı yolu deyil, ancaq məqsədə xidmət edir.

Addım 6: Uzaqdan idarəedicinin rənglənməsi

Hər şey içərisində düymələr, DPDT açarı, açma göstərici LED və açıq anten ilə dolmuşdu. Uzun müddət işlədikdən sonra bir az qızdırıldığını gördüyüm üçün vericinin yaxınlığında bir neçə deşik qazdım. Beləliklə, deliklər bir az hava axını təmin edəcək.

Kiçik dörd dəlik yerinə yuxarıdakı böyük düzbucaqlı çuxuru kəsmək səhv idi. Başqa bir şey düşünə bilərdim. Finiş üçün metal gümüş boya istifadə etdim.

Addım 7: Şassinin qurulması

Roverin şassisi olaraq köhnə gücləndirici metal korpusdan istifadə etdim. Altında deşiklər vardı və bəzilərini bir qazma maşını ilə genişləndirmək lazım idi ki, bu da motor qısqaclarının bərkidilməsini asanlaşdırdı. Bənzər bir şey tapmalı və ya sacdan istifadə edərək bir şey etməlisiniz. Düz açılı motor qısqaclarında (və ya L qısqaclarında) hər birinin altı vida deliği vardır. Çarşaf qalınlığı kiçik olduğu üçün bütün quruluş o qədər də möhkəm deyildi, ancaq batareyaların və hamısının bütün ağırlığını saxlamaq üçün kifayət idi. Mühərriklər, DC dişli mühərrikləri ilə təchiz olunmuş qoz -fındıqdan istifadə edərək sıxaclara bağlana bilər. Motor milində təkərləri bağlamaq üçün yivli bir çuxur var.

Plastik sürət qutusu olan 300 RPM DC dişli mühərriklərdən istifadə etdim. Plastik şanzıman (dişlilər hələ də metaldır) mühərrikləri Johnson dişli mühərriklərindən daha ucuzdur. Ancaq daha tez yıpranacaqlar və bu qədər torka malik deyillər. Mən sizə 500 və ya 600 devirli Johnson dişli mühərriklərdən istifadə etməyi təklif edirəm. 300 RPM yaxşı sürət üçün kifayət deyil.

Hər bir mühərrik, mühərriklərdəki təmas qığılcımlarını azaltmaq üçün 100 nF keramika kondansatörləri ilə lehimlənməlidir. Bu, motorların daha yaxşı həyatını təmin edəcək.

Addım 8: Şassinin rənglənməsi

Sprey boya qutuları ilə rəngləmək asandır. Bütün şassi üçün mat qara istifadə etdim. Metal gövdəsini qum kağızı ilə təmizləməli və daha yaxşı bitirməsi üçün köhnə boya qatlarını çıxarmalısınız. Uzun ömür üçün iki qat tətbiq edin.

Addım 9: Test və Bitirmə

İlk dəfə sınadığım zaman hər şeyin qüsursuz işlədiyini görəndə çox həyəcanlandım. Düşünürəm ki, belə bir şey ilk dəfə baş verdi.

Sürücü lövhəsini içəridə saxlamaq üçün bir tiffin qutusu istifadə etdim. Hər şey modul olduğundan montaj etmək asandır. RF qəbuledicisinin anten teli şassinin xaricində polad telli antenaya qoşulmuşdur.

Gözlədiyim kimi hər şey yığılanda əla görünürdü.

Addım 10: Fəaliyyətə baxın

Başqa bir layihə üçün GPS + Accelerometer modulu daşımaq üçün roverdən istifadə etdiyim vaxt yuxarıdadır. Üst lövhədə GPS, akselerometr, RF ötürücü və evdə hazırlanan Arduino var. Aşağıda motor sürücü lövhəsi var. Orada Pb-Acid batareyalarının necə yerləşdirildiyini görə bilərsiniz. Ortada tiffin qutusu olmasına baxmayaraq orada onlar üçün kifayət qədər yer var.

Videoda roverin necə işlədiyini görün. Telefonla çəkdiyim video bir az titrəyir.

Addım 11: Təkmilləşdirmələr

Həmişə dediyim kimi, təkmilləşdirmək üçün hər zaman yer var. Mənim hazırladığım şey yalnız əsas RC roverdir. Ağırlıq daşımaq, maneələrdən qaçmaq və sürətli də deyil. RF nəzarətçi diapazonu açıq sahədə təxminən 100 metr ilə məhdudlaşır. Bir qurarkən bütün bu çatışmazlıqları aradan qaldırmağa çalışmalısınız; Parçaların və alətlərin mövcudluğu ilə məhdudlaşmadığınız təqdirdə, yalnız onu təkrarlamayın. İşdə sizin üçün təkmilləşdirmə təklifim.

• Daha yaxşı sürət-tork balansı üçün Johnson metal sürət qutusu mühərriklərindən 500 və ya 600 RPM istifadə edin. Həqiqətən güclüdürlər və 12 V -da 12 Kq -a qədər tork çıxara bilirlər. Ancaq uyğun bir motor sürücüsünə və yüksək cərəyanlar üçün batareyalara ehtiyacınız olacaq.
• Motorun PWM idarə edilməsi üçün bir mikro nəzarətçi istifadə edin. Bu yolla roverin sürətini idarə edə bilərsiniz. Uzaqdan idarəetmə ucunda sürəti idarə etmək üçün xüsusi bir açar lazımdır.
• Daha geniş işləmə diapazonu üçün daha yaxşı və güclü bir radio ötürücü və alıcı cütü istifadə edin.
• Yəqin ki, alüminiumdan hazırlanmış güclü şassi, yay amortizatorları ilə birlikdə.
• Robot qolları, kameralar və digər əşyaları bağlamaq üçün fırlanan robot platforması. Şassinin üstündəki servo istifadə edərək edilə bilər.

Yuxarıda göstərilən bütün xüsusiyyətlərə malik 6 təkərli bir rover qurmağı və ümumi təyinatlı bir rover platforması olaraq istifadə etməyi planlaşdırıram. Ümid edirik ki, bu layihəni bəyəndiniz və bir şey öyrəndiniz. Oxuduğunuz üçün təşəkkürlər:)