Upcycled RC Car: 23 Hatua (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Magari ya RC yamekuwa chanzo cha msisimko kwangu. Wao ni haraka, wanafurahi, na sio lazima kuwa na wasiwasi ikiwa utawavunja. Walakini, kama mzee, mkomavu zaidi, mpenda RC, siwezi kuonekana nikicheza karibu na gari ndogo, za watoto za RC. Lazima niwe na kubwa, zilizo na ukubwa wa mtu. Hapa ndipo shida inapojitokeza: magari ya watu wazima wa RC ni ghali. Wakati nikivinjari mkondoni, bei rahisi ningeweza kupata gharama ya $ 320, wastani ikiwa karibu $ 800. Kompyuta yangu ni ya bei rahisi kuliko vitu hivi vya kuchezea!

Kujua kuwa siwezi kumudu vitu hivi vya kuchezea, mtengenezaji ndani yangu alisema ningeweza kutengeneza gari kwa 10 ya bei. Kwa hivyo, nilianza safari yangu ya kugeuza takataka kuwa dhahabu

Vifaa

Sehemu zinazohitajika kwa gari la RC ni kama ifuatavyo:

• Imetumika RC Gari
• Dereva wa Magari L293D (Fomu ya DIP)
• Arduino Nano
• NRF24L01 + Moduli ya Redio
• RC Drone Battery (au betri nyingine yoyote ya juu ya sasa)
• Waongofu wa LM2596 (2)
• Waya
• Ubao wa pembeni
• Vipengele vidogo, anuwai (pini za kichwa, vituo vya screw, capacitors, nk)

Sehemu zinazohitajika kwa mtawala wa RC ni kama ifuatavyo:

• Kidhibiti kilichotumiwa (lazima kiwe na vijiti 2 vya kufurahisha)
• Arduino Nano
• NRF24L01 + Moduli ya Redio
• Waya za umeme

Hatua ya 1: Hazina iliyosindikwa

Mradi huu mwanzoni ulianza karibu mwaka mmoja uliopita wakati mimi na marafiki wangu tulipanga kutengeneza gari inayoendeshwa na kompyuta kwa mradi wa hackathon (ushindani wa kuweka alama). Mpango wangu ulikuwa kwenda kwenye duka la kuuza vitu, kununua gari kubwa zaidi ya RC ambayo ningeweza kupata, kutuliza ndani, na kuibadilisha na ESP32.

Wakati wa kugonga wakati, nilikimbilia kwa Savers, nikanunua gari la RC, na kujitayarisha kwa hackathon. Kwa kusikitisha, sehemu nyingi ambazo nilihitaji hazikukuja kwa wakati kwa hivyo ilibidi nifute mradi kabisa.

Tangu wakati huo, gari la RC limekuwa likikusanya vumbi chini ya kitanda changu, mpaka sasa…

Muhtasari wa Haraka:

Katika mradi huu, nitaweka tena gari la kuchezea lililotumiwa na kidhibiti cha IR kuunda Gari ya Upcycled RC. Nitafuta ndani, nitapandikiza Arduino Nano, na nitatumia moduli ya redio ya NRF24L01 + kuwasiliana kati ya hizi mbili.

Hatua ya 2: Nadharia

Kuelewa jinsi kitu hufanya kazi ni muhimu zaidi kuliko kujua jinsi ya kukifanya kifanye kazi

- Kevin Yang 5/17/2020 (nimeunda hii tu)

Pamoja na hayo, wacha tuanze kuzungumza juu ya nadharia na umeme nyuma ya Upcycled RC Car.

Kwa upande wa gari, tutatumia NRF24L01 +, Arduino Nano, dereva wa gari L293D, motors kwenye gari la RC, na waongofu wawili wa dume. Mtoaji mmoja wa dume atakuwa akisambaza voltage ya kuendesha gari wakati mwingine atasambaza 5V kwa Arduino Nano.

Kwa upande wa mtawala, tutatumia NRF24L01 +, Arduino Nano, na vijiti vya kufurahisha vya analog katika kidhibiti kilichorudishwa tena.

Hatua ya 3: NRF24L01 +

Kabla ya kuanza, labda ningeelezea tembo ndani ya chumba: NRF24L01 +. Ikiwa haujui jina tayari, NRF24 ni chip iliyozalishwa na Nordic Semiconductors. Ni maarufu sana katika jamii ya waundaji kwa mawasiliano ya redio kwa sababu ya bei yake ya chini, saizi ndogo, na nyaraka zilizoandikwa vizuri.

Kwa hivyo moduli ya NRF inafanya kazi kweli? Vizuri kwa kuanzia, NRF24L01 + inafanya kazi kwenye masafa ya 2.4 GHz. Huu ni mzunguko sawa ambao Bluetooth na Wifi hufanya kazi (na tofauti kidogo!). Chip huwasiliana kati ya Arduino kwa kutumia SPI, itifaki ya mawasiliano ya pini nne. Kwa nguvu, NRF24 hutumia 3.3V lakini pini pia zina uvumilivu wa 5V. Hii inatuwezesha kutumia Arduino Nano, ambayo hutumia mantiki ya 5V, na NRF24, ambayo hutumia mantiki ya 3.3V. Vipengele vingine vichache ni kama ifuatavyo.

Vipengele vinavyojulikana:

• Huendesha kwenye Bandwidth ya 2.4 GHz
• Ugavi wa Voltage: 1.6 - 3.6V
• 5V Kuvumilia
• Inatumia Mawasiliano ya SPI (MISO, MOSI, SCK)
• Inachukua pini 5 (MISO, MOSI, SCK, CE, CS)
• Je! Kusababisha Usumbufu - IRQ (Muhimu sana katika mradi huu!)
• Njia ya Kulala
• Hutumia 900nA - 12mA
• Umbali wa Usafirishaji: ~ mita 100 (itatofautiana kulingana na eneo la kijiografia)
• Gharama: $ 1.20 kwa moduli (Amazon)

Ikiwa unataka kujifunza zaidi kuhusu NRF24L01 +, angalia sehemu ya Usomaji wa Ziada mwishoni

Hatua ya 4: L293D - Dereva wa Pili wa Daraja la H-Bridge

Ingawa Arduino Nano inaweza kusambaza sasa ya kutosha kuwezesha LED, hakuna njia ambayo Nano inaweza kuwezesha motor yenyewe. Kwa hivyo, lazima tutumie dereva maalum kudhibiti dereva. Mbali na kuwa na uwezo wa kusambaza sasa, chip ya dereva pia italinda Arduino kutoka kwa spikes zozote za voltage zinazotokea kutokana na kuwasha na kuzima motor.

Ingiza L293D, dereva wa gari la daraja la nne la daraja H, au kwa maneno ya kawaida, chip ambayo inaweza kuendesha motors mbili mbele na nyuma.

L293D inategemea H-Bridges kudhibiti kasi ya gari na mwelekeo pia. Kipengele kingine ni kutengwa kwa usambazaji wa umeme, ambayo inaruhusu Arduino kukimbia chanzo cha nguvu tofauti na motors.

Hatua ya 5: Gutting Gari

Nadharia ya kutosha na lets kweli kuanza kujenga!

Kwa kuwa gari la RC haliji na mtawala (kumbuka kutoka kwa duka la kuuza bidhaa), umeme wa ndani hauna maana. Kwa hivyo, nilifungua gari la RC na kurusha bodi ya kidhibiti ndani ya pipa langu la chakavu.

Sasa ni muhimu kuchukua noti chache kabla ya kuanza. Jambo moja la kugundua ni voltage ya usambazaji kwa gari la RC. Gari ambalo nilinunua ni la zamani sana, kabla ya betri zenye msingi wa Lithium zilikuwa za kawaida. Hii inamaanisha kuwa gari hili la RC liliondolewa kwa betri ya Ni-Mh na voltage ya majina ya volts 9.6. Hii ni muhimu kwani hii itakuwa voltage ambayo tutasukuma motors.

Hatua ya 6: Je! Gari Inafanya Kazije?

Ninaweza kusema kwa uhakika 99% kwamba gari langu sio sawa na lako, ikimaanisha kuwa sehemu hii haina maana. Walakini, ni muhimu kuashiria vitu vichache ambavyo gari langu linavyo kwa sababu nitatengeneza muundo wangu mbali na hiyo.

Uendeshaji

Tofauti na magari ya kisasa ya RC, gari ambalo ninatengeneza halitumii servo kugeuka. Badala yake, gari langu linatumia gari la msingi lenye brashi na chemchemi. Hii ina shida nyingi haswa kwa sababu sina uwezo wa kufanya zamu nzuri. Walakini, faida moja ya haraka ni kwamba siitaji kiolesura cha kudhibiti ngumu kugeuka. Ninachohitaji kufanya ni kuimarisha motor na polarity fulani (kulingana na njia ambayo ninataka kugeuza).

Tofauti axle

Kwa kushangaza, gari langu la RC pia lina ekseli ya kutofautisha na njia mbili tofauti za gia. Hii ni ya kufurahisha sana kwani tofauti kawaida hupatikana katika gari halisi, sio kwa ndogo za RC. Ningefikiria kuwa kabla gari hili halikuwa kwenye rafu ya duka la kuuza bidhaa, ilikuwa mfano wa hali ya juu wa RC.

Hatua ya 7: Suala la Nguvu

Pamoja na huduma zilizo nje, sasa lazima tuzungumze juu ya sehemu muhimu zaidi ya ujenzi huu: Je! Tutaipa nguvu gari la RC? Na kuwa maalum zaidi: Je! Ni kiasi gani cha sasa kinachohitajika kuendesha motors?

Ili kujibu hili, niliunganisha betri ya drone kwa kibadilishaji cha dume, ambapo niliacha 11V ya betri hadi 9.6V ya motors. Kutoka hapo, niliweka multimeter kwa 10A mode ya sasa na kukamilisha mzunguko. Mita yangu ilisoma kwamba motors zinahitaji mA 300 za sasa kugeuza hewa bure.

Ingawa hii inaweza kusikika kama mengi, kipimo ambacho tunajali sana ni sasa duka la motors. Ili kupima hii, niliweka mikono yangu juu ya magurudumu kuwazuia kugeuka. Nilipoangalia mita yangu, ilionyesha 1A thabiti.

Kujua kuwa motors za gari zitachora karibu amp amp, kisha nikaendelea kujaribu motors ambazo zilichota 500mA wakati zimekwama. Kwa ujuzi huu, nilifikia hitimisho kwamba ninaweza kuzima mfumo wote kutoka kwa betri ya drone ya RC na waongofu wawili wa LM2596 *.

* Kwa nini watawala wawili? Kweli, kila LM2596 ina kiwango cha juu cha sasa cha 3A. Ikiwa nitawasha kila kitu kutoka kwa kibadilishaji kimoja cha dume, ningeenda kuchora mengi ya sasa, na kwa hivyo, ningekuwa na spikes kubwa za voltage. Kwa muundo, nguvu ya Arduino Nano inakaa kila wakati kuna mwinuko mkubwa wa voltage. Kwa hivyo, nilitumia waongofu wawili kupunguza mzigo na kuweka Nano ikitengwa na motors.

Sehemu moja ya mwisho muhimu tunayohitaji ni jaribio la voltage ya seli ya Li-Po. Kusudi la kufanya hivyo ni kulinda betri kutokana na kutokwa zaidi ili kuzuia kuharibu maisha ya betri (kila wakati weka voltage ya seli ya betri inayotegemea lithiamu juu ya 3.5V!)

Hatua ya 8: Mzunguko wa Gari ya RC

Pamoja na suala la nguvu nje ya njia, sasa tunaweza kujenga mzunguko. Hapo juu ni skimu ambayo nilitengeneza kwa gari la RC.

Kumbuka kuwa sikujumuisha unganisho la voltmeter ya betri. Kutumia voltmeter, unachohitaji kufanya ni kuunganisha kontakt ya usawa na pini husika za voltmeter. Ikiwa haujawahi kufanya hivyo hapo awali, bonyeza video iliyounganishwa katika sehemu ya Usomaji wa Ziada ili upate maelezo zaidi.

Vidokezo juu ya Mzunguko

Pini za kuwezesha (1, 9) kwenye L293D zinahitaji ishara ya PWM kuwa na kasi ya kutofautisha. Hiyo inamaanisha kuwa pini chache tu kwenye Arduino Nano zinaweza kushikamana nao. Kwa pini zingine kwenye L293D, chochote huenda.

Kwa kuwa NRF24L01 + inawasiliana juu ya SPI, lazima tuunganishe pini zake za SPI na pini za SPI kwenye Arduino Nano (kwa hivyo unganisha MOSI -> MOSI, MISO -> MISO, na SCK -> SCK). Ni muhimu pia kugundua kuwa niliunganisha pini ya IRQ ya NRF24 kubandika 2 kwenye Arduino Nano. Hii ni kwa sababu pini ya IRQ huenda CHINI kila wakati NR24 inapokea ujumbe. Kujua hili, ninaweza kusababisha kukatiza kumwambia Nano asome redio. Hii inaruhusu Nano kufanya mambo mengine wakati inasubiri data mpya.

Hatua ya 9: PCB

Kama ninataka kuifanya muundo wa msimu, niliunda PCB kwa kutumia bodi ya manukato na pini nyingi za kichwa.

Hatua ya 10: Uunganisho wa Mwisho

Pamoja na PCB kufanywa na gari la RC limeteketezwa, nilitumia waya za alligator kujaribu ikiwa kila kitu kinafanya kazi.

Baada ya kujaribu kuwa muunganisho wote ni sahihi, nilibadilisha waya za alligator na nyaya halisi na nikafunga vifaa vyote kwenye chasisi.

Kwa wakati huu, unaweza kuwa umegundua kuwa nakala hii sio mwongozo wa hatua kwa hatua. Hii ni kwa sababu haiwezekani kuandika kila hatua moja badala yake, hatua zifuatazo za Maagizo zitakuwa mimi kushiriki vidokezo vichache nilivyojifunza wakati wa kutengeneza gari.

Hatua ya 11: Kidokezo cha 1: Uwekaji wa Moduli ya Redio

Ili kuongeza anuwai ya gari la RC, niliweka moduli ya redio ya NRF mbali kando iwezekanavyo. Hii ni kwa sababu mawimbi ya redio yanaangazia metali kama vile PCB na waya, kwa hivyo, hupunguza anuwai. Ili kutatua hili, niliweka moduli upande wa PCB na kukata sehemu kwenye nyumba ya gari kuiruhusu itengane nje.

Hatua ya 12: Kidokezo cha 2: Endelea iwe ya kawaida

Kitu kingine nilichofanya ambacho kiliniokoa mara kadhaa ni kuunganisha kila kitu kupitia pini za kichwa na vizuizi vya wastaafu. Hii inaruhusu ubadilishaji rahisi wa sehemu ikiwa moja ya vifaa hupangwa (kwa sababu yoyote …).

Hatua ya 13: Kidokezo cha 3: Tumia Kuzama kwa Joto

Magari kwenye gari langu la RC yanasukuma L293D kwa mipaka yake. Wakati dereva wa gari anaweza kushughulikia hadi 600 mA kila wakati, inamaanisha pia kuwa moto sana na haraka! Hii ndio sababu ni wazo nzuri kuongeza mafuta na heatsinks ili kuzuia L293D kujipika yenyewe. Walakini, hata na kuzama kwa joto chip bado inaweza kuwa moto sana kugusa. Hii ndio sababu ni wazo nzuri kuacha gari ipoze baada ya dakika 2-3 za mchezo.

Hatua ya 14: Wakati wa Mdhibiti wa RC

Pamoja na gari la RC kufanywa, tunaweza kuanza kutengeneza kidhibiti.

Kama gari la RC, pia nilinunua kidhibiti kwa muda nyuma nikifikiri ningeweza kufanya kitu nayo. Kwa kushangaza, mtawala ni IR moja kwa hivyo hutumia LED za IR kuwasiliana kati ya vifaa.

Wazo la kimsingi na ujenzi huu ni kuweka bodi ya asili ndani ya kidhibiti na kujenga Arduino na NRF24L01 + karibu nayo.

Hatua ya 15: Misingi ya Analog Joystick

Kuunganisha na fimbo ya kufurahisha ya analog inaweza kuwa ya kutisha haswa kwa sababu hakuna bodi ya kuzuka kwa pini. Hakuna wasiwasi! Vifungo vyote vya analojia hufanya kazi kwa kanuni hiyo hiyo elekezi na kawaida huwa na pinout sawa.

Kwa kweli, vijiti vya kufurahisha vya analogi ni potentiometers mbili tu ambazo hubadilisha upinzani wakati zinahamishwa kwa mwelekeo tofauti. Kwa mfano, unapohamisha kiboreshaji cha kulia kwenda kulia, potentiometer ya x-axis hubadilisha thamani. Sasa wakati unasogeza fimbo ya kufurahisha mbele, y-axis potentiometer hubadilisha thamani.

Kwa kuzingatia hili, ikiwa tunaangalia upande wa chini wa fimbo ya analoji, tunaona pini 6, 3 kwa x-axis potentiometer, na 3 kwa y-axis potentiometer. Unachohitaji kufanya ni kuunganisha 5V na ardhi kwa pini za nje na unganisha pini ya kati na pembejeo ya analog kwenye Arduino.

Kumbuka kwamba maadili ya potentiometer yatatengenezwa kwa 1024 na sio 512! Hii inamaanisha lazima tutumie kazi ya kujengwa kwa ramani () katika Arduino kudhibiti matokeo yoyote ya dijiti (kama ishara ya PWM tunayotumia kudhibiti L293D). Hii tayari imefanywa katika nambari lakini ikiwa una mpango wa kuandika programu yako mwenyewe lazima uizingatie hilo.

Hatua ya 16: Muunganisho wa Mdhibiti

Uunganisho kati ya NRF24 na Nano bado ni sawa kwa mtawala lakini punguza muunganisho wa IRQ.

Mzunguko wa mdhibiti umeonyeshwa hapo juu.

Kubadilisha kidhibiti hakika ni aina ya sanaa. Tayari nimetoa nukta hii mara nyingi, lakini haiwezekani kuandika hatua kwa hatua jinsi ya kufanya hivi. Kwa hivyo, kama vile nilifanya hapo awali, nitatoa vidokezo vichache juu ya kile nilichojifunza wakati wa kutengeneza kidhibiti changu.

Hatua ya 17: Kidokezo cha 1: Tumia Sehemu Unazozipata

Nafasi ni ngumu sana kwa kidhibiti, kwa hivyo, ikiwa unataka kujumuisha pembejeo zingine za gari, tumia swichi na vitanzi ambavyo viko tayari. Kwa mdhibiti wangu, niliunganisha pia potentiometer na ubadilishaji wa njia tatu kwenda Nano.

Jambo lingine kukumbuka kuwa huyu ndiye mtawala wako. Ikiwa pinouts hazilingani na dhana yako unaweza kuzipanga kila wakati!

Hatua ya 18: Kidokezo cha 2: Ondoa athari zisizohitajika

Kwa kuwa tunatumia bodi ya asili, unapaswa kufuta athari zote zinazoenda kwenye viunga vya furaha na kwa sensorer nyingine yoyote unayotumia. Kwa kufanya hivyo, unazuia nafasi ya tabia yoyote ya sensorer isiyotarajiwa kutokea.

Ili kufanya kupunguzwa, nilitumia tu mkataji wa sanduku na nikafunga PCB mara chache kutenganisha athari.

Hatua ya 19: Kidokezo cha 3: Weka waya mfupi kama iwe

Ncha hii inazungumza haswa juu ya laini za SPI kati ya Arduino na moduli ya NRF24, lakini hii pia inashikilia ukweli na viunganisho vingine pia. NRF24L01 + ni nyeti sana kwa kuingiliwa kwa hivyo ikiwa kelele yoyote itachukuliwa na waya, itaharibu data. Hii ni moja ya mapungufu kuu ya mawasiliano ya SPI. Vivyo hivyo, kwa kuweka waya kuwa mafupi kadiri inavyoweza kuwa, unafanya pia mtawala mzima kuwa safi na mpangilio zaidi.

Hatua ya 20: Kidokezo cha 4: Uwekaji! Uwekaji! Uwekaji

Licha ya kuweka waya fupi iwezekanavyo, hii pia inamaanisha kuweka umbali kati ya sehemu fupi iwezekanavyo.

Unapotafuta maeneo ya kuweka NRF24 na Arduino, kumbuka kuwaweka karibu iwezekanavyo kwa kila mmoja na viunga vya furaha.

Kitu kingine cha kuzingatia ni mahali pa kuweka moduli ya NRF24. Kama nilivyosema hapo awali, mawimbi ya redio hayawezi kupitia chuma, kwa hivyo, unapaswa kuweka moduli karibu na upande wa mdhibiti. Ili kufanya hivyo, nilikata kipande kidogo na Dremel ili NRF24 ijitoe kando.

Hatua ya 21: Kanuni

Labda sehemu muhimu zaidi ya ujenzi huu ni nambari halisi. Nimejumuisha maoni na kila kitu kwa hivyo sitaelezea kila safu ya programu kwa mstari.

Pamoja na hayo, mambo kadhaa muhimu ninayotaka kuelezea ni kwamba utahitaji kupakua maktaba ya NRF24 kuendesha programu. Ikiwa tayari hauna maktaba iliyosanikishwa, ninashauri uangalie mafunzo ambayo yameunganishwa katika sehemu ya Usomaji wa Ziada ili ujifunze jinsi. Vile vile, wakati wa kutuma ishara kwa L293D, usiwasha pini za mwelekeo wote. Hii itapunguza dereva wa gari na kusababisha kuchoma.

Github-

Hatua ya 22: Bidhaa ya Mwisho

Mwishowe, baada ya mwaka mmoja wa kukusanya vumbi na wiki 3 za kazi ya mikono, mwishowe nimemaliza kutengeneza gari la Upcycled RC. Ingawa ni lazima nikiri, sio mahali popote kama nguvu kama magari yaliyoonekana kwenye utangulizi ilitoka bora zaidi kuliko nilifikiri. Gari inaweza kuendesha kwa dakika 40-ish kabla ya kuishiwa nguvu na inaweza kwenda hadi 150m mbali na mtawala.

Vitu vichache ambavyo hakika ningefanya kuboresha gari ni kubadilisha L293D kwa L298, dereva mkubwa zaidi, mwenye nguvu zaidi. Kitu kingine ambacho ningefanya ni kubadilisha moduli ya redio ya NRF chaguo-msingi kwa toleo la antenna iliyoimarishwa. Marekebisho haya yangeongeza kasi na anuwai ya gari mtawaliwa.

Hatua ya 23: Masomo ya Ziada:

NRF24L01 +

• Jedwali la Nordic Semiconductor
• Mawasiliano ya SPI (Kifungu)
• Usanidi wa Msingi (Video)
• Mafunzo ya Kina (Kifungu)
• Vidokezo vya hali ya juu na ujanja (Mfululizo wa Video)

L293D

• Hati ya Hati ya Hati za Texas
• Mafunzo ya Kina (Kifungu)