Как да си направим верижна радиоуправляема кола

Нека помислим за създаването на верижно превозно средство с доста елементарен дизайн, което може да бъде сглобено буквално за няколко вечери. Цялата конструкция може грубо да се раздели на две части – верижното шаси и електрическата част, която ще осигурява дистанционно управление на машината от дистанционното управление.

Производство на шасита

Няма да са необходими много материали: релсите ще се задвижват от чифт мотор-редуктори, основата на цялата конструкция ще бъде малко парче дебел шперплат и ще ви трябват няколко пластмасови колела, на които релсите ще се въртят. За машината можете да използвате почти всички подходящи по размер мотор-редуктори, "жълтите" са идеални, които могат да бъдат намерени в много магазини за радиочасти, или можете да ги закупите на Ali, скоростната кутия в тях дава предавателно отношение 1: 48, което за случая е най-оптималната стойност.

Всяка скоростна кутия има изход към два вала, от противоположните страни на тялото - за верижното шаси ще се използва само един вал от всеки двигател, вторият може да бъде напълно премахнат или оставен, в случай че тези двигатели все още са необходими в други проекти.Необходимо е да закрепите колелата към валовете - най-лесният начин да направите това е да завиете самонарезен винт в самия вал (вътре е кух), така че колелата ще се захванат добре. За допълнителна фиксация и за да предотвратите развиването на самонарезния винт, можете щедро да смажете ставата с лепило. Моля, обърнете внимание, че колелото е двойно - между всяко колело се прави празнина от приблизително 3-4 mm, в бъдеще гъсеницата ще бъде фиксирана с него.

Двигателите са монтирани върху парче здрав шперплат, размерът му може да бъде избран произволно, в зависимост от желания размер на машината. Тези мотор-редуктори не осигуряват удобни места за закрепване, затова ги фиксирах с горещо лепило - добрите лепилни пръчки осигуряват отлично качество на връзката, както показва опитът.

След това от противоположната страна на двигателите трябва да закрепите ъглите за оста на предните колела. За да направите това, силно препоръчвам да използвате части от детски комплект железни конструкции - там можете да намерите готови ъгли с дупки. Когато пробивате дупка в шперплат, трябва да вземете под внимание, че в бъдеще ще трябва да регулирате напрежението на релсите, така че трябва да пробиете серия от дупки с дължина приблизително 1-1,5 cm, които след това се свързват в едно продълговат слот. По този начин цялата предна ос ще се движи напред и назад, завинтена на място.

В отворите в ъглите се навива щифт, удобен е за използване с M4, осигурява достатъчна твърдост и същевременно пасва на отворите в частите на железния конструктор. Шпилката трябва да бъде здраво закрепена към ъглите; за това е удобно да използвате заключващи гайки; те няма да се развият сами, когато машината започне да се движи. Отстрани са монтирани същите двойни колела, както отзад, с абсолютно същия просвет.Колелата трябва да се въртят свободно на оста, това може да се осигури със същите фиксиращи гайки. Моля, обърнете внимание, че лявото и дясното колело трябва да се въртят независимо едно от друго. Взех тези колела от същия комплект железни конструкции, но можете да изрежете подобни от пластмаса или дебел картон, ако го сгънете на няколко слоя и го залепите заедно.

Изработване на гъсеници

Трудно е да си представим обаче отлични писти с добро сцепление могат да бъдат направени от PVC постелка за баня, която може да се намери в почти всеки магазин за хардуер. Такъв килим се състои от много гъвкави „ленти“, които са свързани помежду си с успоредни нишки, което е необходимо за създаването на гъсеница. От подложката се изрязва лента с ширина 1,5-2 см, тя трябва да е равна на ширината на използваните колела.

След това трябва да прикрепите лентата към колелата, прикрепени към шасито, и да я изрежете до необходимата дължина, след което краищата на лентата се залепват заедно със суперлепило. След като лепилото изсъхне, можете да опитате гъсеницата върху шасито и дори да включите двигателя - гъсеницата ще се върти, но бързо ще падне от колелата.

За да сте сигурни, че гъсеницата не пада от колелата, дори когато бъдещото превозно средство преминава през препятствия, трябва да направите изпъкнали ограничители в центъра на гъсеницата. Когато се въртят, те ще попаднат в пролуката между колелата, предотвратявайки отделянето на коловоза. Има много начини да направите такива спирания; реших да залепя кибрит към всяка „стъпка“ на гъсеницата; както показа опитът, този метод се оказа работещ и при достатъчно напрежение гъсеницата изобщо не падна. Кибритените клечки се нарязват на парчета с дължина 5-6 мм и се залепват, както е показано на снимката по-долу, използва се същото суперлепило - осигурява добра здравина на залепване с материала на PVC мат.

Всички същите действия трябва да се извършат с втората гъсеница.След залепването на клечките пистите могат да се считат за готови - сега те разчитат на шасито и вече могат да проверят как ще се движи бъдещата кола, като подадат напрежение от батерията директно към двата мотора. Ако е необходимо, трябва да регулирате силата на опъване - твърде слаба релса ще се завърти или ще падне, а твърде стегната релса ще се върти плътно, което допълнително натоварва двигателя.

Електрическа част

В електрическата част ще ви трябват няколко платки наведнъж: приемни и предавателни платки за предаване на команди от дистанционното управление, усилващи преобразуватели за захранване на двигателите, както и „мостови“ платки, за да позволят на всеки двигател да се върти в двете посоки. Общата схема е следната - предавателната платка ще бъде инсталирана в дистанционното управление, приемната платка на шасито на машината. Boost преобразувателите преобразуват напрежението от батериите (3,7 - 4,2 волта) до ниво от 7-8 волта, от което ще се захранват двигателите. Ако двигателите развиват достатъчна скорост директно от батерията, тогава не е необходимо да се инсталират преобразуватели. Въртенето на двигателите ще се управлява от мостови схеми - специални схеми с полеви транзистори, които могат да подават на изхода напрежение с една или друга полярност, в зависимост от това на кой вход (в 1 или във 2) се подава управляващ сигнал от приемната платка ще получи. Първо, нека разгледаме веригите на предавателя и приемника, те са представени съответно по-долу.

За да бъдем точни, тези схеми се наричат ​​енкодер и декодер, а приемникът и предавателят са готови RX-TX модули на честота 433 MHz, които лесно могат да бъдат закупени от Ali или много магазини за радиочасти - Всеки от модулите има три контакта за свързване - захранващ плюс, минус, както и DATA контакт за изпращане или получаване на данни.Опростените схеми, представени по-горе, осигуряват протокол за пренос на данни, който ви позволява да обработвате 5 натискания на бутони. За управление на машината ще ви трябват само 4 канала (напред, назад, надясно, наляво), така че 5-тият канал остава свободен и може да се използва за всякакви цели, например включване и изключване на фаровете. Контактите TXD и RXD в диаграмите са свързани съответно с контактите DATA на предавателя и приемника; в противен случай диаграмите са прости и едва ли изискват обяснение. Захранващото напрежение на самите вериги е 3,5-5 волта, но ако инсталирате стабилизатори 78l05 (те са посочени на диаграмите), можете да ги захранвате от напрежение от 7 или повече волта. Печатните платки осигуряват и двете опции за захранване; просто трябва да инсталирате джъмпери на правилните места. За използване в машина, както приемникът, така и предавателят могат да се захранват директно от батерии без стабилизатори. Всяка от схемите има микроконтролер - той трябва да бъде флашнат с подходящия фърмуер; фърмуерът е в архива заедно с файловете на платката.

Архив със схеми, фърмуер и платки:

Изработка на дистанционно управление

Като вариант можете да използвате готово дистанционно от някоя счупена/ненужна радиоуправляема играчка, ако има достатъчно място вътре за монтиране на енкодерната платка. Или можете да направите свое собствено дистанционно управление, както направих аз. За основа използвах друг шперплат, като върху него монтирах държач за батерия 18650, енкодерна платка с приемен модул, както и 4 бутона, подреждайки ги за максимално лесно управление.Моля, имайте предвид, че платката на енкодера вече съдържа монтажни пространства за бутони на платката - тяхното инсталиране не е необходимо, освен за проверка на функционалността след сглобяването. Бутоните за работа са извадени от платката на проводници, както е на снимките по-долу.

Монтаж на електроника на шасито

На самото шаси, следователно, в допълнение към декодерната платка с приемния модул, ще бъдат инсталирани две "мостови" платки и два конвертора. Хубавото на използването на два преобразувателя, по един за всеки двигател, е, че можете да регулирате скоростта на всяка писта поотделно. Въпреки че мотор-редукторите са идентични, те все още имат някои вариации в параметрите, така че дори при едно и също захранващо напрежение те могат да произвеждат леко различни скорости; чрез регулиране на напрежението на изхода на преобразувателите можете да постигнете същата скорост. Изкривяването на скоростите, дори и малко, ще доведе до факта, че колата няма да се движи право напред, а с лек завой. По-долу на снимката можете да видите всички платки, необходими за монтаж на шасито.

Подробна снимка на платката на декодера. Моля, имайте предвид, че той, подобно на платката на енкодера, има няколко допълнителни кондензатора за захранване - те определено няма да бъдат излишни в устройства с микроконтролери.

Монтаж на мостова верига

Изглежда защо е необходима някаква мостова верига, защото е достатъчно просто да приложите напрежение към двигателите с помощта на ключ. И наистина не е необходимо, ако колата не изисква задна предавка - а практиката показва, че без нея изобщо не е интересно. По този начин е необходимо да се сглоби малка допълнителна верига, която ще осигури промяна на полярността на двигателя. Полярността се променя - посоката на движение се променя.

Моторът е свързан към тази верига и също така съдържа два входа - in1 и in2, подайте 3-5 волта към единия вход - моторът се върти в едната посока, подайте 3-5 волта към другия - моторът се върти в другата посока. Ако напрежението не се подава към нито един от входовете или се прилага към двата входа наведнъж, двигателят не се върти, това е простата логика на работа. Във веригата има 4 полеви транзистора, които ще превключват двигателя, така че те трябва да бъдат проектирани за достатъчно висок ток. Два от тях са N-канал, можете да използвате AO3400, другите два са P-канал, AO3401 е подходящ. Също така на диаграмата има два биполярни NPN транзистора; BC847 или други подобни ще направят. За да не заема много място на шасито, препоръчвам да сглобите тази схема с помощта на SMD компоненти. Диоди - каквито желаете, например 1N4148W. Входната мощност на тази верига (означена като 12 V) се захранва с напрежение от преобразувателя. Моля, обърнете внимание, че веригата трябва да бъде сглобена в две копия - съответно за левия и десния двигател, те ще се захранват от единия и от втория преобразувател. Снимките на сглобените табла са по-долу.

Сега можете да продължите директно към инсталацията - и първата стъпка е да инсталирате чифт държачи за 18650 батерии в горната част на шасито; цялата електроника ще се захранва от тях; батериите са свързани паралелно.

Пред батериите, в предната част, е монтирана декодерна платка, която може да се включи веднага чрез ключ към контактите на държачите. За удобство тази дъска има допълнително 5 бр светодиоди – при натискане на бутоните на дистанционното управление, съответните светват светодиоди.

В долната част, под шасито, са закрепени двойка конвертори и двойка мостови дъски.Всичко е незабавно свързано с проводници - входовете на преобразувателите през превключвател към държачите, изходите на преобразувателите за захранване на мостовите платки и изходите на мостовете от своя страна към двигателите. Трябва да се има предвид, че двигателите под товар могат да консумират доста голям ток; съответно на входа на преобразувателите консумираният ток ще бъде приблизително 2 пъти по-голям и в някои моменти може да достигне 1-1,5 ампера, така че трябва да захранване с доста дебели проводници.

Остава последният, последен етап от сглобяването - трябва да свържете изходите на декодера (ще се използват 4 от 5 изхода) към мостовите входове (in1, in2), така че когато натиснете определени клавиши на дистанционното управление, машината реагира по желания начин. а именно:

• Натискане на "напред" - двата двигателя се въртят в една и съща посока.
• Натискане на "назад" - двата двигателя се въртят в обратна посока.
• Натискане на „надясно“ - левият мотор се върти напред, десният мотор се върти назад, докато машината се върти по посока на часовниковата стрелка на място.
• Натискане на „наляво“ - десният мотор се върти назад, левият мотор се върти напред, машината се върти обратно на часовниковата стрелка.
• Едновременно натискане на "напред" и "надясно" - левият двигател се върти напред, десният стои неподвижен, като по този начин се получава плавно завъртане.
• Едновременното натискане на "напред" и "наляво" е подобно, но в другата посока.

За да се приложи такава логика, е необходимо да се свържат изходите на декодера към мостовите входове, както е показано по-долу.

Изходите на декодера са показани по-долу, като един от тях е свободен и може да се използва за други действия. Диодите тук могат да се използват същите 1N4148, запоени чрез повърхностен монтаж директно на изходите на декодера.

Тестове

В този момент сглобяването на машината е завършено, можете да поставите батериите и да проверите работата. В този случай няма да е излишно да проверите текущата консумация - при липса на команди от дистанционното управление тя трябва да е малка, около няколко десетки mA. Обхватът на дистанционното ще зависи от използваните приемни и предавателни модули - най-често те осигуряват надеждна зона на приемане от около 20-30 метра в градски условия, което е напълно достатъчно за управление на машината. Антените ще помогнат за значително увеличаване на обхвата, можете да вземете парчета медна жица с дължина 17 см (за честота 433 MHz) и да ги запоите към контактите на „мравките“ на модулите.

По този начин резултатът е много забавна играчка за деца и възрастни - релсите от PVC мат осигуряват отлично сцепление на всякакви повърхности, така че машината лесно да преодолява препятствията. Предимствата на верижната версия включват и лекота на управление - няма нужда да инсталирате допълнителни кормилни механизми, цялото управление се осъществява само чрез промяна на посоката на въртене на релсите. Недостатъкът на описания дизайн на шасито може да се нарече малкият „клиренс“ - двигателите са разположени под дъното и заемат доста място там, но това не пречи на удоволствието от „шофирането“ и ако По желание този недостатък може да бъде елиминиран чрез добавяне на допълнителна ос за задните колела и поставяне на двигателите отгоре. Честита сграда!

Гледай видеото