RC Rover ya chini ya gurudumu nne: Hatua 11 (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:12

Hii ni "Monolith kwenye magurudumu" (shukrani kwa Stanley Kubrick: D)

Ilikuwa moja ya ndoto yangu kujenga rover ya ardhini inayodhibitiwa kijijini tangu nilipoanza kutafakari umeme, kwa sababu vitu visivyo na waya vimevutia sana kila wakati. Sikuwa na wakati na pesa za kutosha kujenga moja mpaka mradi wangu wa chuo kikuu. Kwa hivyo niliunda rover nne kwa mradi wangu wa mwaka wa mwisho. Katika maelezo haya nitaelezea jinsi nilivyotumia kizingiti cha zamani cha amplifier kujenga rover kutoka mwanzoni na jinsi ya kutengeneza kidhibiti redio.

Hii ni rover ya ardhi ya gurudumu nne, na gari nne tofauti za kuendesha. Mzunguko wa dereva wa gari unategemea L298N, na udhibiti wa RF unategemea HT12E na jozi ya HT12D kutoka semiconductor ya Holtek. Haitumii Arduino au wadhibiti wengine wowote. Toleo nililotengeneza linatumia bandia ya bei nafuu ya 433 MHz ISM ASK transmitter na jozi ya mpokeaji kwa operesheni isiyo na waya. Rover inadhibitiwa na vifungo vinne vya kushinikiza na njia ya kuendesha inayotumika ni gari tofauti. Mdhibiti ana anuwai ya m 100 katika nafasi wazi. Wacha tuanze kujenga sasa.

(Picha zote ziko katika maazimio ya hali ya juu. Zifungue kwenye kichupo kipya cha res kubwa.)

Hatua ya 1: Sehemu na Zana zinahitajika

• Magurudumu 4 x 10 cm x 4 cm na mashimo 6 mm (au yale ambayo yanaambatana na motors unayo)
• 4 x 12V, 300 au 500 RPM zinazolengwa motors na 6 mm shimoni
• 1 x Ufungaji wa chuma wa saizi inayofaa (nilitumia tena kesi ya zamani ya chuma)
• 4 x L umbo clamp
• 2 x 6V 5Ah, betri za Kiongozi-Acid
• 1 x 9V Betri
• 1 x L298N Bodi ya Dereva wa Magari au IC wazi
• Transmitter ya 1 x 433MHz
• 2 x 433MHz Mpokeaji (sambamba)
• 4 x 12 mm Vifungo vya kushinikiza
• 1 x DC Pipa Jack
• 1 x HT12E
• 1 x HT12D
• 1 x CD4077 Quad XNOR Gate IC
• 1 x CD4069 Quad NOT Gate IC
• 4 x 100uF Wasimamizi wa Electrolytic
• 7 x 100nF Capacitors kauri
• Resistors 4 x 470R
• 1 x 51K Resistor (muhimu)
• 1 x 680R Mpingaji
• 1 x 1M Mgeni (muhimu)
• 1 x 7805 au LM2940 (5V)
• 1 x 7809
• 3 x 2pin Vifungo vya Parafujo
• 1 x Kubadilisha Rocker ya SPDT
• 1 x Matte Rangi Nyeusi
• LED, waya, PCB ya kawaida, soketi za IC, swichi, driller, Dremel, karatasi za mchanga, na zana zingine

Sehemu kama motors, magurudumu, vifungo nk zinaweza kuchaguliwa kulingana na mahitaji yako.

Hatua ya 2: Mpangilio wa Dereva wa Magari

HT12D ni decoder 12-bit ambayo ni decoder ya pato inayofanana ya pembejeo. Pini ya kuingiza ya HT12D itaunganishwa na mpokeaji ambaye ana pato la serial. Miongoni mwa bits 12, bits 8 ni bits za anwani na HT12D itaamua pembejeo ikiwa tu ikiwa data inayoingia inalingana na anwani yake ya sasa. Hii ni muhimu ikiwa unataka kutumia vifaa vingi kwa masafa sawa. Unaweza kutumia DIPswitch 8 kwa kuweka thamani ya anwani. Lakini niliwauza moja kwa moja kwa GND ambayo inatoa anwani 00000000. HT12D hapa inaendeshwa kwa 5V na thamani ya Rosc ni 51 KΩ. Thamani ya kipinga ni muhimu kwani kuibadilisha kunaweza kusababisha shida kwa kusimba.

Pato la mpokeaji wa 433MHz limeunganishwa na pembejeo ya HT12D, na matokeo manne yameunganishwa na dereva wa daraja la H29 la L298 2A. Dereva anahitaji kuzama kwa joto kwa utaftaji sahihi wa joto kwani inaweza kuwa moto sana.

Ninapobonyeza kitufe cha Kushoto kwenye rimoti, ninataka M1 na M2 kukimbia kuelekea upande ulio kinyume na ule wa M3 na M4 na kinyume chake kwa operesheni ya Kulia. Kwa operesheni ya mbele, motors zote zitalazimika kukimbia katika mwelekeo huo huo. Hii inaitwa gari la kutofautisha na ndio inayotumika katika mizinga ya vita. Kwa hivyo hatuhitaji tu pini moja kudhibiti lakini nne kwa wakati mmoja. Hii haiwezi kupatikana kwa vifungo vya kushinikiza vya SPST ambavyo ninavyo, isipokuwa uwe na swichi za SPDT au fimbo ya kufurahisha. Utaelewa hii kwa kuangalia meza ya mantiki iliyoonyeshwa hapo juu. Mantiki inayohitajika inapatikana katika mwisho wa transmitter katika hatua inayofuata.

Usanidi mzima unatumiwa na betri mbili za 6V, 5Ah Lead-Acid katika usanidi wa safu. Kwa njia hii tutakuwa na nafasi nyingi ya kuweka betri ndani ya chasisi. Lakini itakuwa bora ikiwa unaweza kupata betri za Li-Po katika anuwai ya 12V. Jack ya pipa ya DC hutumiwa kuunganisha betri za Pb-Acid kwenye chaja ya nje. 5V ya HT12D imetengenezwa kwa kutumia mdhibiti wa 7805.

Hatua ya 3: Kujenga Dereva wa Magari

Nilitumia ubao wa kuuzia vifaa vyote. Kwanza weka vifaa kwa njia rahisi kuziweka bila kutumia vipengee vingi. Hili ni suala la uzoefu. Mara tu uwekaji unaporidhisha, futa miguu na ukate sehemu za ziada. Sasa ni wakati wa kuongoza. Labda umetumia huduma ya kiotomatiki kwenye laini nyingi za muundo wa PCB. Wewe ni router hapa. Tumia mantiki yako kwa uelekezaji mzuri na utumiaji mdogo wa wanarukaji.

Nilitumia tundu la IC kwa mpokeaji wa RF badala ya kuiunganisha moja kwa moja, kwa sababu ninaweza kuitumia baadaye. Bodi nzima ni ya kawaida ili niweze kuzichanganya kwa urahisi ikiwa inahitajika baadaye. Kuwa moduli ni moja wapo ya wapenzi wangu.

Hatua ya 4: Mdhibiti wa Kijijini wa RF

Huu ni mtawala 4 wa kijijini wa RF kwa rover. Mdhibiti wa kijijini anategemea HT12E na HT12D, 2 ^ 12 safu ya encoder-decoder jozi kutoka Holtek semiconductor. Mawasiliano ya RF imewezekana na 433MHz ASK transmitter-receiver jozi.

HT12E ni encoder 12-bit na kimsingi ni encoder ya pato-serial inayofanana. Kati ya bits 12, bits 8 ni bits ambazo zinaweza kutumiwa kudhibiti wapokeaji wengi. Pini A0-A7 ni pini za kuingiza anwani. Mzunguko wa oscillator unapaswa kuwa 3 KHz kwa operesheni ya 5V. Kisha thamani ya Rosc itakuwa 1.1 MΩ kwa 5V. Tunashtaki betri ya 9V, na kwa hivyo thamani ya Rosc ni 1 MΩ. Rejelea mkusanyiko wa data ili kubaini masafa halisi ya oscillator na kontena itakayotumiwa kwa upeo maalum wa voltage. AD0-AD3 ni pembejeo kidogo za kudhibiti. Pembejeo hizi zitadhibiti matokeo ya D0-D3 ya kisimbuzi cha HT12D. Unaweza kuunganisha pato la HT12E kwa moduli yoyote ya kusambaza ambayo inakubali data ya serial. Katika kesi hii, tunaunganisha pato kwa pini ya kuingiza ya transmitter ya 433MHz.

Tuna motors nne za kudhibiti kwa mbali, ambayo kila moja imeunganishwa sawa kwa gari tofauti kama inavyoonekana kwenye mchoro wa zamani wa block. Nilitaka kudhibiti motors kwa gari tofauti na vifungo vinne vya SPST ambavyo vinapatikana kawaida. Lakini kuna shida. Hatuwezi kudhibiti (au kuwezesha) njia nyingi za kisimbuzi cha HT12E na vifungo vya kushinikiza tu vya SPST. Hapa ndipo milango ya mantiki inapoanza kutumika. Moja 4069 CMOS NOR na moja 4077 NAND huunda dereva wa mantiki. Kwa kila vyombo vya habari vya vifungo vya kushinikiza, mchanganyiko wa mantiki hutengeneza ishara zinazohitajika kwenye pini nyingi za kuingiza za kisimbuzi (hii ilikuwa suluhisho la angavu, badala ya kitu kilichopangwa na majaribio, kama "taa ya taa!"). Pato la milango hii ya mantiki imeunganishwa na pembejeo za HT12E na hutumwa mfululizo kupitia mtumaji. Baada ya kupokea ishara, HT12D itaamua ishara na kuvuta pini za pato ipasavyo ambayo itaendesha L298N na motors.

Hatua ya 5: Kuunda Kifurushi cha mbali cha RF

Nilitumia vipande viwili tofauti vya ubao kwa kidhibiti cha mbali; moja kwa vifungo na moja kwa mzunguko wa mantiki. Bodi zote zina moduli kamili na kwa hivyo zinaweza kutengwa bila kushuka. Pini ya antena ya moduli ya kusambaza imeunganishwa na antena ya nje ya telescopic iliyoundwa fomu ya redio ya zamani. Lakini unaweza kutumia kipande kimoja cha waya kwa hiyo. Mdhibiti wa kijijini hutumia betri ya 9V moja kwa moja.

Kila kitu kilikuwa kimesongamana kwenye sanduku dogo la plastiki nililolipata kwenye sanduku la taka. Sio njia bora ya kutengeneza kidhibiti cha mbali, lakini hutumikia kusudi.

Hatua ya 6: Kupaka rangi Kidhibiti cha mbali

Kila kitu kilikuwa kimejaa ndani na vifungo vya kushinikiza, swichi ya DPDT, nguvu kwenye kiashiria cha LED na antena imefunuliwa. Nilichimba mashimo machache karibu na mtoaji imewekwa kwa sababu nimeona inapokanzwa kidogo baada ya operesheni ya muda mrefu. Kwa hivyo mashimo yatatoa mtiririko wa hewa.

Ilikuwa kosa kukata shimo kubwa la mstatili juu badala ya ndogo nne. Labda nilikuwa nikifikiria kitu kingine. Nilitumia rangi ya fedha ya metali kumaliza.

Hatua ya 7: Kujenga Chassis

Nilitumia kizuizi cha zamani cha chuma cha amplifier kama chasisi ya rover. Ilikuwa na mashimo chini, na ilibidi kupanua baadhi yao na driller, ambayo ilifanya urekebishaji wa vifungo vya magari kuwa rahisi. Lazima utafute kitu sawa au ufanye moja kutumia chuma cha karatasi. Vifungo vya pembe vya kulia (au L clamp) vina mashimo sita ya screw. Usanidi wote haukuwa mkali kama unene wa karatasi ulikuwa mdogo, lakini ilitosha kushikilia uzani wote wa betri na zote. Magari yanaweza kushikamana na vifungo kwa kutumia karanga zilizotolewa na motors za DC. Shaft ya gari imefungwa shimo kwa kushikilia magurudumu.

Nilitumia motors 300 RPM DC zilizo na sanduku la gia ya plastiki. Sanduku la gia la plastiki (gia bado ni chuma) motors ni rahisi kuliko motors za Johnson. Lakini wataiva haraka na hawana wakati mwingi. Ninakushauri utumie motors za Johnson zilizo na RPMs 500 au 600. 300 RPM haitoshi kwa kasi nzuri.

Kila gari lazima ziuzwe na capacitors kauri 100 nF ili kupunguza cheche za mawasiliano ndani ya motors. Hiyo itahakikisha maisha bora ya motors.

Hatua ya 8: Uchoraji wa Chassis

Uchoraji ni rahisi na makopo ya rangi ya dawa. Nilitumia matte nyeusi kwa chasisi nzima. Unahitaji kusafisha mwili wa chuma na karatasi ya mchanga na uondoe matabaka yoyote ya zamani ya rangi kwa kumaliza bora. Tumia kanzu mbili kwa maisha marefu.

Hatua ya 9: Kupima na Kumaliza

Nilifurahi sana kuona kwamba kila kitu kilifanya kazi bila makosa wakati wa kwanza niliijaribu. Nadhani hiyo ilikuwa mara ya kwanza kitu kama hicho kutokea.

Nilitumia sanduku la tiffin kushikilia bodi ya dereva ndani. Kwa kuwa kila kitu ni cha kawaida, kukusanyika ni rahisi. Waya ya antenna ya mpokeaji wa RF iliunganishwa na antenna ya waya ya chuma nje ya chasisi.

Kila kitu kilionekana vizuri wakati kilikusanyika, kama vile nilivyotarajia.

Hatua ya 10: Itazame kwa Matendo

Hapo juu ni wakati nilitumia rover kubeba moduli ya GPS + Accelerometer kwa mradi mwingine. Kwenye ubao wa juu kuna GPS, accelerometer, transceiver ya RF na Arduino ya nyumbani. Chini ni bodi ya dereva wa magari. Unaweza kuona jinsi betri za Pb-Acid zimewekwa hapo. Kuna nafasi ya kutosha kwao licha ya kuwa na sanduku la tiffin katikati.

Tazama rover katika hatua kwenye video. Video imetetemeka kidogo kwani niliipiga na simu yangu.

Hatua ya 11: Maboresho

Kama ninavyosema kila wakati, kuna nafasi ya kuboresha. Kile nilichofanya ni rover ya msingi tu ya RC. Haina nguvu ya kutosha kubeba uzito, kukwepa vikwazo, na sio haraka pia. Aina ya mdhibiti wa RF imepunguzwa kwa karibu mita 100 katika nafasi wazi. Unapaswa kujaribu kutatua shida hizi zote wakati wa kujenga moja; usiiigize tu, isipokuwa unapunguzwa na upatikanaji wa sehemu na zana. Hapa kuna maoni yangu ya kuboresha.

• Tumia motors za sanduku za chuma za Johnson za 500 au 600 RPM kwa usawa bora wa kasi. Wao ni wenye nguvu sana na wanaweza kutoa hadi 12 Kg ya torque saa 12V. Lakini utahitaji dereva anayeendana na gari, na betri za mikondo ya juu.
• Tumia microcontroller kwa udhibiti wa PWM wa motor. Kwa njia hii unaweza kudhibiti kasi ya rover. Itahitaji swichi ya kujitolea kwa udhibiti wa kasi katika mwisho wa mtawala wa mbali.
• Tumia mpitishaji bora wa redio na mpokeaji bora kwa anuwai ya kuongezeka kwa utendaji.
• Chasisi yenye nguvu pengine imetengenezwa kutoka kwa aluminium, pamoja na vinjari vya mshtuko wa chemchemi.
• Jukwaa la roboti linalozunguka la kushikamana na mikono ya roboti, kamera na vitu vingine. Inaweza kufanywa kwa kutumia servo juu ya chasisi.

Ninapanga kujenga rover 6 ya gurudumu na huduma yote iliyotajwa hapo juu, na kutumika kama jukwaa la jumla la rover. Natumai umependa mradi huu na umejifunza kitu. Asante kwa kusoma:)