Kā izveidot kāpurķēžu radiovadāmu automašīnu

Apsvērsim iespēju izveidot kāpurķēžu transportlīdzekli ar diezgan elementāru dizainu, ko var salikt burtiski pāris vakaros. Visu konstrukciju aptuveni var sadalīt divās daļās – kāpurķēžu šasijā un elektriskajā daļā, kas nodrošinās mašīnas tālvadību no tālvadības pults.

Šasijas ražošana

Materiālu nebūs nepieciešams daudz: kāpurķēdes brauks pāris reduktoru motori, visas konstrukcijas pamatā būs neliels bieza saplākšņa gabals, kā arī būs nepieciešami vairāki plastmasas riteņi, uz kuriem griezīsies kāpurķēdes. Mašīnai var izmantot gandrīz jebkura piemērota izmēra pārnesumkārbas motorus, ideāli ir “dzeltenie”, kurus var atrast daudzos radio detaļu veikalos, vai arī tos var iegādāties Ali, tajos esošā pārnesumkārba dod pārnesumu attiecību 1: 48, kas šajā gadījumā ir visoptimālākā vērtība.

Katrai pārnesumkārbai ir izeja uz divām vārpstām, kas atrodas pretējās virsbūves pusēs - kāpurķēžu šasijai tiks izmantota tikai viena vārpsta no katra motora, otro var noņemt pilnībā vai atstāt, ja šie motori joprojām ir nepieciešami citos projektos.Riteņi ir jāpiestiprina pie vārpstām - vienkāršākais veids, kā to izdarīt, ir ieskrūvēt pašvītņojošo skrūvi pašā vārpstā (tā ir doba iekšpusē), lai riteņi labi sastiprinās. Papildu fiksācijai un lai pašvītņojošā skrūve neattītos, savienojumu var bagātīgi ieeļļot ar līmi. Lūdzu, ņemiet vērā, ka ritenis ir dubults - starp katru riteni tiek izveidota aptuveni 3-4 mm atstarpe, nākotnē kāpurs tiks fiksēts ar to.

Motori ir uzstādīti uz izturīga saplākšņa gabala, tā izmēru var izvēlēties patvaļīgi, atkarībā no vēlamā mašīnas izmēra. Šie reduktormotori nenodrošina nekādas ērtas stiprinājuma vietas, tāpēc fiksēju tos ar karsto līmi - labi līmes kociņi nodrošina izcilu savienojuma kvalitāti, kā liecina pieredze.

Tālāk motoru pretējā pusē ir jānostiprina priekšējo riteņu ass stūri. Lai to izdarītu, es ļoti iesaku izmantot detaļas no bērnu dzelzs konstrukcijas komplekta - tur var atrast gatavus stūrus ar caurumiem. Urbjot urbumu saplāksnī, jārēķinās, ka turpmāk būs jāpielāgo kāpurķēžu spriegojums, tāpēc jāizurbj virkne aptuveni 1-1,5 cm garu urbumu, kurus pēc tam savieno vienā iegarena sprauga. Tādā veidā visa priekšējā ass pārvietosies uz priekšu un atpakaļ, pieskrūvēta vietā.

Caurumos stūros ir vītņota tapa, ērti lietot M4, tā nodrošina pietiekamu stingrību un vienlaikus pieguļ caurumiem dzelzs konstruktora daļās. Tapai jābūt stingri nostiprinātai pie stūriem, šim nolūkam ir ērti izmantot fiksācijas uzgriežņus, kas, mašīnai uzsākot kustību, tie paši neatskrūvēsies. Sānos ir uzstādīti tādi paši dubultriteņi kā aizmugurē, ar tieši tādu pašu klīrensu.Riteņiem uz ass ir jāgriežas brīvi, to var nodrošināt ar tiem pašiem bloķēšanas uzgriežņiem. Lūdzu, ņemiet vērā, ka kreisajam un labajam riteņam ir jāgriežas neatkarīgi vienam no otra. Šos riteņus ņēmu no tā paša dzelzs konstrukcijas komplekta, bet līdzīgus var izgriezt no plastmasas vai bieza kartona, ja saloka vairākās kārtās un salīmē kopā.

Kāpurķēžu izgatavošana

Grūti iedomāties, taču izcilas sliedes ar labu saķeri var izgatavot no PVC vannas paklājiņa, ko var atrast gandrīz jebkurā datortehnikas veikalā. Šāds paklājs sastāv no daudzām elastīgām “sloksnēm”, kuras ir savienotas viena ar otru ar paralēliem pavedieniem, kas ir nepieciešams, lai izveidotu kāpuru. No paklāja tiek izgriezta 1,5-2 cm plata sloksne, kurai jābūt vienādai ar izmantoto riteņu platumu.

Pēc tam jāpieliek lente uz šasijai piestiprinātajiem riteņiem un jāsagriež vajadzīgajā garumā, tad lentes galus salīmē kopā ar superlīmi. Pēc līmes nožūšanas varat izmēģināt kāpurķēžu uz šasijas un pat ieslēgt motoru - kāpurs griezīsies, bet ātri nokritīs no riteņiem.

Lai kāpurs nenokristu no riteņiem pat tad, kad topošais transportlīdzeklis brauc pāri šķēršļiem, kāpurķēdes centrā ir jāveic izliektas apstāšanās. Rotējot tie iekritīs spraugā starp riteņiem, neļaujot sliežu ceļam atrauties. Ir daudz veidu, kā veikt šādas pieturas, es nolēmu pielīmēt sērkociņus katram kāpura “solim”, kā rāda pieredze, šī metode izrādījās efektīva un ar pietiekamu sasprindzinājumu kāpurs nemaz nenokrita. Sērkociņus sagriež 5-6 mm garos gabalos un salīmē, kā redzams zemāk esošajā fotoattēlā, tiek izmantota tā pati superlīme - tā nodrošina labu saķeri ar PVC paklāja materiālu.

Visas tās pašas darbības jāveic ar otro kāpuru.Pēc sērkociņu salīmēšanas kāpurķēdes var uzskatīt par gatavām - tagad tās paļaujas uz šasiju un jau var pārbaudīt, kā brauks topošais auto, pieliekot spriegumu no akumulatora tieši uz abiem motoriem. Ja nepieciešams, jāpielāgo spriegošanas spēks – pārāk vāja kāpurķēde griezīsies vai nokritīs, bet pārāk cieša sliede griezīsies cieši, radot papildu slodzi motoram.

Elektriskā daļa

Elektriskajā daļā jums būs nepieciešami vairāki dēļi vienlaikus: uztvērēja un raidītāja plates komandu pārsūtīšanai no tālvadības pults, pastiprināšanas pārveidotāji, lai darbinātu motorus, kā arī "tilta" plates, lai katrs motors varētu griezties abos virzienos. Vispārējā shēma ir sekojoša - raidītāja plate tiks uzstādīta tālvadības pultī, uztvērēja plate uz mašīnas šasijas. Pastiprināšanas pārveidotāji pārveido spriegumu no akumulatoriem (3,7–4,2 volti) 7–8 voltu līmenī, no kura tiks darbināti motori. Ja motori attīsta pietiekamu ātrumu tieši no akumulatora, pārveidotāji nav jāinstalē. Motoru griešanās tiks kontrolēta ar tiltu shēmām - speciālām shēmām ar lauka tranzistoriem, kas var nodrošināt izeju ar vienas vai otras polaritātes spriegumu, atkarībā no tā, no kuras ieejas (1 vai 2) vadības signāls. saņems uztvērēja panelis. Vispirms apskatīsim raidītāja un uztvērēja shēmas, tās ir parādītas attiecīgi zemāk.

Precīzāk sakot, šīs shēmas sauc par kodētāju un dekodētāju, un uztvērējs un raidītājs ir gatavi RX-TX moduļi ar frekvenci 433 MHz, kurus var viegli iegādāties Ali vai daudzos radio detaļu veikalos - Katram no moduļiem pieslēgšanai ir trīs kontakti - jaudas plus, mīnuss, kā arī DATU kontakts datu nosūtīšanai vai saņemšanai.Iepriekš aprakstītās vienkāršās shēmas nodrošina datu pārsūtīšanas protokolu, kas ļauj apstrādāt 5 pogu nospiešanas. Mašīnas vadīšanai būs nepieciešami tikai 4 kanāli (uz priekšu, atpakaļ, pa labi, pa kreisi), tāpēc 5. kanāls paliek brīvs un to var izmantot jebkuram nolūkam, piemēram, priekšējo lukturu ieslēgšanai un izslēgšanai. Diagrammās TXD un RXD kontakti ir savienoti attiecīgi ar raidītāja un uztvērēja DATU kontaktiem, pretējā gadījumā diagrammas ir vienkāršas un gandrīz neprasa paskaidrojumus. Pašu ķēžu barošanas spriegums ir 3,5–5 volti, tomēr, uzstādot 78l05 stabilizatorus (tie ir norādīti diagrammās), varat tos darbināt no 7 vai vairāk voltu sprieguma. Iespiedshēmas plates nodrošina abas barošanas iespējas; jums tikai jāinstalē džemperi pareizajās vietās. Lai izmantotu iekārtā, gan uztvērēju, gan raidītāju var darbināt tieši no baterijām bez stabilizatoriem. Katrai no shēmām ir mikrokontrolleris - tai jābūt mirgotai ar atbilstošu programmaparatūru; programmaparatūra atrodas arhīvā kopā ar plates failiem.

Arhīvs ar shēmām, programmaparatūru un dēļiem:

Tālvadības pults izgatavošana

Kā vienu variantu var izmantot gatavu pulti no kādas salauztas/nevajadzīgas radiovadāmas rotaļlietas, ja tajā ir pietiekami daudz vietas kodētāja plates uzstādīšanai. Vai arī varat izveidot savu tālvadības pulti, kā es to darīju. Kā pamatu izmantoju vēl vienu saplākšņa gabalu, uz tā uzstādot turētāju 18650 baterijai, kodētāja plati ar uztvērēja moduli, kā arī 4 pogas, izkārtojot tās maksimāli ērtai vadībai.Lūdzu, ņemiet vērā, ka kodētāja panelī jau ir uzstādītas vietas pogām uz plates - to uzstādīšana nav nepieciešama, izņemot, lai pārbaudītu funkcionalitāti pēc montāžas. Darbības pogas tiek noņemtas no tāfeles uz vadiem, kā parādīts zemāk esošajās fotogrāfijās.

Elektronikas montāža uz šasijas

Līdz ar to uz pašas šasijas papildus dekodera platei ar uztvērēja moduli tiks uzstādītas divas “tilta” plates un divi pārveidotāji. Labā lieta, izmantojot divus pārveidotājus, pa vienam katram motoram, ir tā, ka varat pielāgot katra sliežu ceļa ātrumu atsevišķi. Lai gan reduktoru motori ir identiski, tiem joprojām ir zināmas atšķirības parametros, tāpēc pat ar vienādu barošanas spriegumu tie var radīt nedaudz atšķirīgus ātrumus; regulējot spriegumu pie pārveidotāju izejas, jūs varat sasniegt vienādu ātrumu. Ātruma izkropļojums, pat neliels, novedīs pie tā, ka automašīna nebrauks taisni uz priekšu, bet gan ar nelielu pagriezienu. Zemāk fotoattēlā ir redzami visi dēļi, kas nepieciešami uzstādīšanai uz šasijas.

Dekodētāja plates detalizēts fotoattēls. Ņemiet vērā, ka tai, tāpat kā kodētāja platei, ir vairāki papildu barošanas kondensatori – ierīcēs ar mikrokontrolleriem tie noteikti nebūs lieki.

Tilta ķēdes montāža

Šķiet, kāpēc ir vajadzīga sava veida tilta ķēde, jo pietiek ar to, ka motoriem tiek pievadīts spriegums, izmantojot atslēgu. Un tas tiešām nav vajadzīgs, ja automašīnai nav nepieciešams atpakaļgaitas pārnesums - un prakse rāda, ka bez tā tas nemaz nav interesanti. Tādējādi ir nepieciešams salikt nelielu papildu ķēdi, kas nodrošinās motora polaritātes maiņu. Mainās polaritāte – mainās kustības virziens.

Motors ir pievienots šai ķēdei, un tajā ir arī divas ieejas - in1 un in2, pielieciet 3-5 voltus vienai ieejai - motors griežas vienā virzienā, pieslēdz 3-5 voltus otrā - motors griežas otrā virziens. Ja spriegums netiek piegādāts nevienai no ieejām vai tiek pieslēgts abām ieejām vienlaikus, motors negriežas, tā ir vienkārša darbības loģika. Ķēdē ir 4 lauka tranzistori, kas pārslēgs motoru, tāpēc tiem jābūt konstruētiem pietiekami lielai strāvai. Divi no tiem ir N-kanāls, jūs varat izmantot AO3400, pārējie divi ir P-kanāls, AO3401 ir piemērots. Arī diagrammā ir divi bipolāri NPN tranzistori; derēs BC847 vai citi līdzīgi. Lai neaizņemtu daudz vietas uz šasijas, iesaku montēt šo shēmu, izmantojot SMD komponentus. Diodes - jebkura, kas jums patīk, piemēram, 1N4148W. Šīs ķēdes jaudas ievade (apzīmēta kā 12 V) tiek piegādāta ar spriegumu no pārveidotāja. Lūdzu, ņemiet vērā, ka ķēde ir jāsamontē divos eksemplāros - attiecīgi kreisajam un labajam motoram tie tiks darbināti no viena un no otrā pārveidotāja. Zemāk ir samontēto dēļu fotoattēli.

Tagad varat pāriet tieši uz uzstādīšanu - un pirmais solis ir šasijas augšpusē uzstādīt turētāju pāri 18650 akumulatoriem; no tiem tiks darbināta visa elektronika; akumulatori ir savienoti paralēli.

Akumulatoru priekšā, priekšējā daļā, ir uzstādīta dekodera plate, kuru var uzreiz pieslēgt caur slēdzi pie turētāju kontaktiem. Ērtības labad šim dēlim papildus ir 5 Gaismas diodes – nospiežot tālvadības pults taustiņus, iedegsies attiecīgie taustiņi Gaismas diodes.

Pāris pārveidotāju un pāris tilta dēļu ir piestiprināti apakšējā daļā, zem šasijas.Viss uzreiz tiek savienots ar vadiem - pārveidotāju ieejas caur slēdzi uz turētājiem, pārveidotāju izejas, lai darbinātu tilta dēļus, un tiltu izejas, savukārt, pie motoriem. Jāņem vērā, ka noslogoti motori var patērēt diezgan lielu strāvu, attiecīgi pie pārveidotāju ieejas patērētā strāva būs aptuveni 2 reizes lielāka un atsevišķos brīžos var sasniegt 1-1,5 ampērus, tāpēc ir nepieciešams piegādā strāvu ar diezgan bieziem vadiem.

Atliek pēdējais, pēdējais montāžas posms - nepieciešams savienot dekodera izejas (tiks izmantotas 4 no 5 izejām) ar tilta ieejām (in1, in2), lai, nospiežot noteiktus tālvadības pults taustiņus, iekārta reaģē vēlamajā veidā. Proti:

• Nospiežot "uz priekšu" - abi motori griežas vienā virzienā.
• Nospiežot “atpakaļ” - abi motori griežas pretējā virzienā.
• Nospiežot “pa labi” - kreisais motors griežas uz priekšu, labais motors griežas atpakaļ, bet mašīna griežas pulksteņrādītāja virzienā.
• Nospiežot “pa kreisi” - labais motors griežas atpakaļ, kreisais motors griežas uz priekšu, mašīna griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam.
• Vienlaicīgi nospiežot “uz priekšu” un “pa labi” - kreisais motors griežas uz priekšu, labais stāv uz vietas, tādējādi notiek vienmērīgs pagrieziens.
• Vienlaicīga nospiešana “uz priekšu” un “pa kreisi” ir līdzīga, bet otrā virzienā.

Lai īstenotu šādu loģiku, ir nepieciešams savienot dekodera izejas ar tilta ieejām, kā parādīts zemāk.

Dekodera izejas ir parādītas zemāk, viena no tām ir brīva, un to var izmantot citām darbībām. Šeit esošās diodes var izmantot to pašu 1N4148, pielodētas ar virsmas montāžu tieši pie dekodera izejām.

Pārbaudes

Šajā brīdī mašīnas montāža ir pabeigta, varat ievietot baterijas un pārbaudīt darbību. Šajā gadījumā nebūtu nepareizi pārbaudīt strāvas patēriņu - ja nav tālvadības pults komandu, tam vajadzētu būt mazam, apmēram vairākiem desmitiem mA. Tālvadības pults darbības rādiuss būs atkarīgs no izmantotajiem uztvērēja un raidītāja moduļiem - visbiežāk tie nodrošina uzticamu uztveršanas zonu aptuveni 20-30 metru attālumā pilsētas apstākļos, kas ir pilnīgi pietiekami, lai vadītu iekārtu. Antenas palīdzēs ievērojami palielināt diapazonu, jūs varat ņemt vara stieples gabalus 17 cm garumā (frekvencei 433 MHz) un pielodēt tos pie moduļu “skudru” kontaktiem.

Tādējādi rezultāts ir ļoti izklaidējoša rotaļlieta bērniem un pieaugušajiem – PVC paklājiņa celiņi nodrošina lielisku saķeri uz jebkuras virsmas, tāpēc mašīna var viegli pārvarēt šķēršļus. Kāpurķēžu versijas priekšrocības ietver arī vadāmības vieglumu - nav nepieciešams uzstādīt papildu stūres mehānismus, visa vadība notiek tikai mainot kāpurķēžu griešanās virzienu. Aprakstītās šasijas konstrukcijas trūkumu var saukt par mazo “klīrensu” - motori atrodas zem apakšas un tur aizņem diezgan daudz vietas, tomēr tas netraucē “braukšanas” priekam un, ja šo trūkumu var novērst, pievienojot papildu asi aizmugurējiem riteņiem un novietojot motorus uz augšu. Laimīgu būvniecību!

Skatīties video