Пульт радиоуправления моделями своими руками / Хабр

Изготовление гусениц

Трудно это представить, однако, отличные гусеницы с хорошим сцеплением получаются из ПВХ коврика для ванны, найти его можно практически в любом магазине хозяйственных товаров. Такой коврик состоит из множества гибких «полос», которые соединены между собой параллельно идущими нитями, то что нужно для создания гусеницы. От коврика отрезается лента шириной 1,5-2 см, она должна быть равна ширине используемых колёс.

Затем необходимо приложить ленту к закреплённым на шасси колёсам и отрезать её по необходимой длине, затем концы ленты склеиваются суперклеем. После того, как клей высохнет, можно примерить гусеницу на шасси и даже включить мотор – гусеница будет вращаться, однако быстро спадёт с колёс.

Для того, чтобы гусеница не спадала с колёс, даже когда будущая машинка будет переезжать препятствия, нужно сделать выпуклые упоры по центру гусеницы. При вращении они будут попадать в зазор между колёсами, не давая гусенице сойти. Сделать такие упоры можно множеством способов, я решил приклеить спички на каждый «шаг» гусеницы, как показал опыт, данный способ оказался рабочим и при достаточном натяжении гусеница совершенно не спадала.

Все те же действия нужно сделать со второй гусеницей. После наклеивания спичек гусеницы можно считать готовыми – теперь они надеются на шасси и уже можно проверить, как поедет будущая машинка, подав напряжение с аккумулятора напрямую на оба мотора. При необходимости нужно отрегулировать силу натяжения – слишком слабая гусеница будет проворачиваться или спадать, а слишком сильно натянутая будет туго вращаться, оказывая дополнительную нагрузку на мотор.

Изготовление пульта

Как один из вариантов – использовать можно готовый пульт от какой-нибудь сломанной/ненужной радиоуправляемой игрушки, если внутри него достаточно места для установки платы кодера. Либо можно изготовить свой пульт, как я и сделал. В качестве основы применил ещё один обрезок фанеры, смонтировав на нём холдер для аккумулятора 18650, плату кодера с модулем-приёмником, а также 4 кнопки, расположив их по максимальному удобству управления.

Изготовление шасси

Понадобится не так много материалов: приводиться в движение гусеницы будут с помощью пары мотор-редукторов, основой всей конструкции будет небольшой кусок толстой фанерки, также понадобится несколько пластиковых колёсиков, по которым и будут вращаться гусеницы.

Для машинки можно использовать практически любые подходящие по размеру мотор-редукторы, идеально подойдут «жёлтые», которые можно встретить во многих магазинах радиодеталей, либо купить на Али, редуктор в них даёт передаточное соотношение 1:48, что для данного случая является самым оптимальным значением.

Каждый редуктор имеет выход на два вала, по разные стороны корпуса – для гусеничного шасси задействован будет только один вал с каждого мотора, второй можно удалить вовсе либо оставить на случай, если эти моторы ещё понадобятся в других проектах. На валы необходимо закрепить колёса – сделать это площе всего, вкрутив саморез в сам вал (внутри он полый), таким образом, колёса хорошо зажмутся.

Для дополнительной фиксации, и чтобы не раскрутился саморез, можно обильно смазать соединение клеем. Обратите внимание, что колесо двойное – между каждым из колёс делается зазор примерно 3-4 мм, в дальнейшем с его помощью будет фиксироваться гусеница.

Моторы закрепляются на кусочке прочной фанеры, её размер можно выбрать произвольно, в зависимости от желаемых размеров машинки. Каких-либо удобных мест для крепления данные мотор-редукторы не предусматривают, поэтому зафиксировал я их с помощью термоклея – хорошие клеевые стержни обеспечивают отличное качество соединения, как показал опыт.

Далее в противоположной стороне от моторов необходимо закрепить уголки для оси передних колёс. Для этого очень рекомендую использовать детали от детского железного конструктора – там можно найти готовые уголки с отверстиями. При сверлении отверстия в фанерке нужно учитывать, что в дальнейшем понадобится регулировка натяжения гусениц, поэтому необходимо просверлить ряд отверстий длиной примерно 1-1,5 см, которые затем соединить в одну продолговатую прорезь. Таким образом, вся передняя ось будет двигаться взад-вперёд, фиксируясь болтами в нужном положении.

В отверстия в уголках продевается шпилька, удобно использовать м4, она даёт достаточную жёсткость и при этом подходит под отверстия в деталях железного конструктора. Шпильку необходимо жёстко закрепить на уголках, удобно использовать для этого гайки с фиксацией, они не раскрутятся сами собой, когда машинка начнёт ездить.

Смотрите про коптеры:  RC лодка на Arduino из палок и ... | Пикабу

По бокам устанавливаются те же двойные колёса, что и сзади, с точном таким же зазором. Колёса должны свободно вращаться на оси, обеспечить это можно теми же гайками с фиксацией. Обратите внимание, что левые и правые колёса должны вращаться независимо друг от друга.

Испытания

На этом сборка машинки завершена, можно вставлять аккумуляторы и проверять работу. При этом не лишним будет проверить ток потребления – при отсутствии команд с пульта он должен быть небольшим, около нескольких десятков мА. Дальность действия пульта будет зависеть от используемых модулей приёмника и передатчика – чаще всего они обеспечивают зону уверенного приёма около 20-30 метров в городских условиях, чего вполне достаточно для управления машинкой.

Таким образом, получилась весьма занятная игрушка для детей и взрослых – гусеницы из ПВХ-коврика обеспечивают отличное сцепление с любыми поверхностями, поэтому машинка легко преодолевает препятствия. К преимуществам гусеничного варианта также можно отнести простоту управления – не нужно устанавливать дополнительные рулевые механизмы, всё управление происходит только за счёт смены направления вращения гусениц.

Недостатком описанной конструкции шасси можно назвать маленький «дорожный просвет» — моторы располагаются под днищем и занимают там довольно много места, тем не менее, это не мешает получению удовольствия от «вождения», а при желании и этот недостаток можно устранить, добавив дополнительную ось для задних колёс и расположив моторы сверху. Удачной сборки!

Монтаж электроники на шасси

На самом шасси, таким образом, кроме платы декодера с модулем-приёмником будут устанавливаться две платы «мосты», и два преобразователя. Использование двух преобразователей, по одному на каждый мотор, хорошо тем, что можно будет отрегулировать отдельно скорость каждой гусеницы.

Мотор-редукторы хоть и одинаковые, но всё же имеют некоторый разброс параметров, поэтому даже при одинаковом питающем напряжении могут давать чуть-чуть разные обороты, подстраивая напряжение на выходе преобразователей можно добиться полностью одинаковой скорости.

Подробное фото платы декодера. Обратите внимание, что она, так же, как и плата кодера, имеет несколько дополнительных конденсаторов по питанию – они точно не будут лишними в устройствах с микроконтроллерами.

Пульт радиоуправления моделями своими руками

image

Всем привет. Представляю на общее обозрение самодельный пульт радиоуправления для управления различными объектами на расстоянии. Это может быть машинка, танк, катер и т.д. изготовленное мной для “детского” радио кружка. С применением радио модуля NRF24L01 и микроконтроллера ATMEGA16.

Давно у меня лежала коробка одинаковых поломанных игровых джойстиков от приставок. Досталась от игрового заведения. Особого применения в неисправных игровых джойстиках я не видел, да и выкидывать или разбирать жалко. Вот и стояла коробка мертвым грузом пылилась. Идея применения игровых джойстиков, пришла, как только пообщался со своим приятелем. Приятель вел кружок для юных радиолюбителей в интернате, причем бесплатно по выходным, приобщал любознательных детишек к миру радиоэлектроники. Дети они ведь как губка, впитывают информацию. Так как я сам очень приветствую подобные кружки для детей, а тут еще и в таком месте. То и предложил идею, как задействовать нерабочие джойстики. Идея заключалась в следующем: создать самодельный радио дистанционный пульт управления моделями, собранными своими руками, который хотелось бы предложить детям для изучения проекта. Идея ему очень понравилась, учитывая, что финансирование детских учреждений мягко сказать не очень, да и мне был интересен данный проект. Пускай я тоже внесу свою лепту в развитие радио кружка.
Цель проекта создать законченное устройство не только как радио дистанционный пульт, но и ответную часть на радиоуправляемый объект. Учитывая, что пульт для детей то и подключение приёмной части на модель, также должно быть по возможности простым.

Сборка и комплектующие:

image

Разобрав игровой джойстик на составляющие, сразу стало ясно, нужно изготовить новую печатную плату, причем, весьма необычной формы. Сначала, хотел развести печатную плату на микроконтроллер ATMEGA48, но как оказалось портов микроконтроллера просто не хватает под все кнопки. Конечно, такое количество кнопок в принципе не нужно и можно было ограничиться только четырьмя портами микроконтроллера АЦП для двух джойстиков и два порта для тактовых кнопок, размещенных на джойстиках. Но мне захотелось по возможности максимально большое количество кнопок задействовать, кто знает, чего там детишки ещё захотят добавить. Так была рождена печатная плата под микроконтроллер ATMEGA16. Сами микроконтроллеры у меня были в наличии, остались от какого-то проекта.
image

Смотрите про коптеры:  Квадрокоптер с большой дальностью полета с камерой: обзор дронов

Резинки на кнопках очень сильно были изношены, и восстановлению не подлежали. Но это не удивительно учитывая, где джойстики использовались. По этой причине применил тактовые кнопки. Пожалуй, к минусам тактовых кнопок можно отнести сильное щелканье, возникавшие в результате нажатия на кнопку. Но для данного проекта это весьма терпимо.
Плату с джойстиками не пришлось переделывать, оставил какая есть, что значительно сэкономило времени. Торцевые кнопки также сохранил в первоначальном виде.
В качестве приемопередатчика выбрал радиомодуль NRF24L01, так как цена весьма мала в Китае по цене 0.60$ за шт. купил. Несмотря на свою малую стоимость, радиомодуль обладает не малыми возможностями и конечно мне подходил. Следующей проблемой, с которой столкнулся, а собственно где радиомодуль разместить. Пространство в корпусе свободного маловато, по этой причине радио модуль разместил в одной из ручек корпуса джойстика. Даже фиксировать не пришлось, модуль плотно прижимался, когда собирался полностью корпус.

image

Пожалуй, самой большой проблемой стал вопрос с питанием для радио пульта. Покупка каких-то специализированных аккумуляторов, скажем литиевых, влетало в немалую копеечку, так как собирать решено было семь комплектов. Да и оставшееся свободное пространство в корпусе не очень позволяло использовать стандартные аккумуляторы серии AA. Хотя потребление и не значительное можно использовать разные подходящие источники питания. Как всегда, на помощь пришла дружба, коллега на работе подогнал аккумуляторы литиевые плоские от мобильных телефонов и бонусом зарядки к ним. Все же немного пришлось переделать их, но это незначительно и гораздо лучше, чем делать с нуля зарядку для аккумуляторов. Вот на плоских литиевых аккумуляторах я и остановился.

В процессе испытания радио модуль, свою заявленную дальность оправдал и уверенно работал по прямой видимости на расстоянии 50 метров, через стены дальность значительно уменьшилась. Также было в планах установить вибромотор, который реагировал, скажем на какие-то столкновения или другие действия в радиоуправляемой модели. В связи с этим предусмотрел на печатной плате транзисторный ключ для управления. Но дополнительные усложнения я оставил на потом сначала нужно обкатать программу, так как она ещё сыровата. Да и конструкция, учитывая, что это прототип требует мелких доработок. Вот так как говорится “с миру по нитке”, практически с минимальными вложениями был создан пульт радиоуправление.

Печатная плата — atmel-programme.clan.su/pultdzhostik.rar
Радиомодули брал тут — alipromo.com/redirect/cpa/o/rhc8f0n1hlzfodwgihmb8nwr9wx53k5g

Сборка мостовой схемы

Казалось бы – для чего нужна какая-то мостовая схема, ведь достаточно лишь с помощью ключа подавать напряжение на моторы. И она действительно не нужна в том случае, если машинке не требуется задний ход – а практика показывает, что без него совсем неинтересно.

К данной схеме подключается двигатель, а также она содержит два входа – in1 и in2, подали 3-5 вольт на один вход – мотор вращается в одну сторону, подали 3-5 вольт на другой – мотор вращается уже в другую сторону. Если же напряжение не подаётся ни на один вход, либо подаётся на оба входа сразу – мотор не вращается, вот такая простая логика работы.

На схеме имеется 4 полевых транзистора, которые будут коммутировать мотор, поэтому они должны быть рассчитаны на достаточно большой ток. Два из них N-канальные, можно использовать АО3400, другие два P-канальные, подойдут АО3401. Также на схеме присутствуют два биполярных NPN транзистора, подойдут BC847 или любые другие аналогичные.

Смотрите про коптеры:  Калибровка квадрокоптера. Основные моменты

Для того, чтобы не занимать много места на шасси рекомендую собрать эту схему именно на SMD-компонентах. Диоды – любые понравившиеся, например, 1N4148W. На вход питания этой схемы (обозначен как 12 V) подаётся напряжение с преобразователя. Обратите внимание, что схему нужно собрать в двух экземплярах – для левого и правого мотора, соответственно питаться они будут с одного и со второго преобразователя. Фото собранных плат ниже.

Теперь можно приступать непосредственно к монтажу – и первым делом стоит установить на верхнюю часть шасси пару холдеров под аккумуляторы 18650, именно от них будет питаться вся электроника, аккумуляторы соединяются параллельно.

Перед аккумуляторами, в передней части, устанавливается плата декодера, её сразу можно подключить через выключатель к контактам холдеров. Для удобства на этой плате дополнительно установлены 5 светодиодов – при нажатии на клавиши пульта будут загораться соответствующие светодиоды.

На нижнюю часть, под шасси, крепятся пара преобразователей и пара плат-мостов. Сразу всё соединяется проводами – входы преобразователей через выключатель к холдерам, выходы преобразователей на питание плат мостов, а выходы мостов, в свою очередь, уже к моторам.

Следует учитывать, что моторы под нагрузкой могут потреблять достаточно большой ток, соответственно на входе преобразователей потребляемый ток будет ещё примерно в 2 раза больше и в некоторые моменты может достигать 1-1,5 ампера, поэтому нужно подводить питание достаточно толстыми проводами.

Остался последний, завершающий этап сборки – нужно подключить выходы декодера (будет задействовано 4 выхода из 5-ти) ко входам мостов (in1, in2), для того, чтобы при нажатии на определённые клавиши пульта машинка реагировала нужным образом. А именно:

  • Нажатие «вперёд» – оба мотора вращаются в одну сторону.
  • Нажатие «назад» — оба мотора вращаются в противоположную сторону.
  • Нажатие «вправо» — левый мотор вращается вперёд, правый назад, машинка при этом разворачивается на месте по часовой стрелке.
  • Нажатие «влево» — правый мотор вращается назад, левый вперёд, машинка разворачивается против часовой стрелки.
  • Одновременное нажатие «вперёд» и «вправо» — левый мотор вращается вперёд, правый стоит на месте, таким образом, происходит плавный поворот.
  • Одновременное нажатие «вперёд» и «влево» — аналогично, но в другую сторону.

Для реализации такой логики необходимо подключить выходы декодера ко входам мостов таким образом, как показано ниже.

Снизу показаны выходы декодера, при этом один из них свободен, его можно задействовать для других действий. Диоды здесь можно использовать те же 1N4148, припаять их навесным монтажом прямо на выходах декодера.

Электрическая часть

В электрической части понадобится сразу несколько плат: платы приёмника и передатчика для передачи команд с пульта, повышающие преобразователи для питания моторов, а также платы «мосты» для возможности вращения каждого из моторов в обе стороны. Общая схема такова – плата передатчика будет устанавливаться в пульте, плата приёмника на шасси машинки.

Повышающие преобразователи преобразуют напряжение с аккумуляторов (3,7 – 4,2 вольта) до уровня 7-8 вольт, от которых уже будут питаться моторы. Если моторы развивают достаточную скорость и напрямую от аккумулятора, то преобразователи можно не ставить.

Управлять вращением моторов будут мостовые схемы – специальные схемы с полевыми транзисторами, которые могут подавать на выход напряжение либо одной полярности, либо другой, в зависимости от того, на какой вход (in 1 или in 2) будет приходить управляющий сигнал с платы приёмника. Сперва рассмотрим схемы передатчика и приёмника, они соответственно представлены ниже.

Если быть точным, данные схемы называются кодером и декодером, а в качестве именно приёмника и передатчика выступают готовые модули RX-TX на частоту 433 МГц, которые легко можно купить на Али или многих магазинах радиодеталей —

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector