Hoe maak je een radiografisch bestuurbare rupsauto

Laten we eens overwegen om een ​​rupsvoertuig te maken met een vrij eenvoudig ontwerp dat letterlijk in een paar avonden in elkaar kan worden gezet. De hele structuur kan grofweg in twee delen worden verdeeld: het rupschassis en het elektrische deel, dat de afstandsbediening van de machine vanaf de afstandsbediening mogelijk maakt.

Chassisproductie

Er zijn niet veel materialen nodig: de rupsbanden worden aangedreven door een paar motorreductoren, de basis van de hele constructie zal een klein stukje dik multiplex zijn, en je hebt ook verschillende plastic wielen nodig waarop de rupsbanden zullen draaien. Voor de machine kun je vrijwel alle motorreductoren van geschikte grootte gebruiken, de "gele" zijn ideaal, die te vinden zijn in veel winkels voor radio-onderdelen, of je kunt ze kopen op Ali, de versnellingsbak daarin geeft een overbrengingsverhouding van 1: 48, wat voor dit geval de meest optimale waarde is.

Elke versnellingsbak heeft uitgang naar twee assen, aan weerszijden van de carrosserie - voor het rupschassis wordt slechts één as van elke motor gebruikt, de tweede kan volledig worden verwijderd of achtergelaten voor het geval deze motoren nog steeds nodig zijn bij andere projecten.Het is noodzakelijk om de wielen aan de assen te bevestigen. De eenvoudigste manier om dit te doen is door een parker in de as zelf te draaien (deze is hol van binnen), zodat de wielen goed vastklemmen. Voor extra fixatie en om te voorkomen dat de parker afwikkelt, kunt u de verbinding rijkelijk insmeren met lijm. Houd er rekening mee dat het wiel dubbel is - tussen elk wiel wordt een opening van ongeveer 3-4 mm gemaakt, in de toekomst zal de rups ermee worden vastgezet.

De motoren zijn gemonteerd op een stuk duurzaam multiplex waarvan de maat willekeurig kan worden gekozen, afhankelijk van de gewenste maat van de machine. Deze motorreductoren bieden geen handige bevestigingsplaatsen, dus heb ik ze met hete lijm vastgezet - goede lijmsticks zorgen voor een uitstekende verbindingskwaliteit, zoals de ervaring heeft geleerd.

Vervolgens moet u aan de andere kant van de motoren de hoeken voor de as van de voorwielen bevestigen. Om dit te doen, raad ik ten zeerste aan om onderdelen uit een ijzeren bouwset voor kinderen te gebruiken - daar vind je kant-en-klare hoeken met gaten. Wanneer u een gat in multiplex boort, moet u er rekening mee houden dat u in de toekomst de spanning van de sporen moet aanpassen, dus u moet een reeks gaten van ongeveer 1-1,5 cm lang boren, die vervolgens tot één worden verbonden. langwerpige gleuf. Op deze manier beweegt de hele vooras heen en weer, vastgeschroefd.

In de gaten in de hoeken wordt een pin geschroefd, het is handig om M4 te gebruiken, het zorgt voor voldoende stijfheid en past tegelijkertijd in de gaten in de delen van de ijzeren constructie. De stijl moet stevig aan de hoeken worden bevestigd; het is handig om hiervoor borgmoeren te gebruiken; deze zullen niet vanzelf losschroeven als de machine in beweging komt. Aan de zijkanten zijn dezelfde dubbele wielen gemonteerd als aan de achterkant, met exact dezelfde speling.De wielen moeten vrij op de as kunnen draaien; dit kan met dezelfde borgmoeren worden gewaarborgd. Houd er rekening mee dat het linker- en rechterwiel onafhankelijk van elkaar moeten draaien. Ik heb deze wielen uit dezelfde ijzeren constructieset gehaald, maar je kunt soortgelijke wielen uit plastic of dik karton snijden, als je ze in meerdere lagen vouwt en aan elkaar lijmt.

Rupsen maken

Het is echter moeilijk voor te stellen dat uitstekende tracks met goede tractie kunnen worden gemaakt van een PVC-badmat, die in vrijwel elke bouwmarkt te vinden is. Zo'n vloerkleed bestaat uit veel flexibele ‘strips’ die met parallelle draden met elkaar zijn verbonden, wat nodig is om een ​​rups te creëren. Uit de mat wordt een strook van 1,5-2 cm breed gesneden, deze moet gelijk zijn aan de breedte van de gebruikte wielen.

Vervolgens moet u de tape aanbrengen op de wielen die aan het chassis zijn bevestigd en deze op de gewenste lengte afsnijden, waarna de uiteinden van de tape met secondelijm aan elkaar worden gelijmd. Nadat de lijm is opgedroogd, kun je de rups op het chassis proberen en zelfs de motor aanzetten - de rups zal draaien, maar zal snel van de wielen vallen.

Om ervoor te zorgen dat de rups niet van de wielen valt, zelfs als het toekomstige voertuig over obstakels rijdt, moet je convexe stops maken in het midden van de rups. Tijdens het draaien vallen ze in de opening tussen de wielen, waardoor de rupsband niet loskomt. Er zijn veel manieren om dergelijke stops te maken; ik besloot lucifers aan elke "stap" van de rups te lijmen; zoals de ervaring heeft geleerd, bleek deze methode te werken en met voldoende spanning viel de rups er helemaal niet af. De lucifers worden in stukken van 5-6 mm lang gesneden en gelijmd, zoals weergegeven op de onderstaande foto. Er wordt dezelfde superlijm gebruikt - deze zorgt voor een goede hechtsterkte met het PVC-matmateriaal.

Alle dezelfde acties moeten worden uitgevoerd met de tweede rups.Na het lijmen van de lucifers kunnen de rupsbanden als gereed worden beschouwd - nu vertrouwen ze op het chassis en kunnen ze al controleren hoe de toekomstige auto zal rijden door spanning van de batterij rechtstreeks op beide motoren aan te leggen. Indien nodig moet u de spankracht aanpassen: een te zwakke rups zal roteren of eraf vallen, en een te strakke rups zal strak draaien, waardoor de motor extra wordt belast.

Elektrisch gedeelte

In het elektrische gedeelte heb je meerdere kaarten tegelijk nodig: ontvanger- en zenderkaarten voor het verzenden van commando's van de afstandsbediening, boostconverters om de motoren van stroom te voorzien, en "brug" -kaarten waarmee elke motor in beide richtingen kan draaien. Het algemene schema is als volgt: het zenderbord wordt in de afstandsbediening geïnstalleerd, het ontvangerbord op het chassis van de machine. Boostconverters zetten de spanning van de accu's (3,7 - 4,2 volt) om naar een niveau van 7-8 volt, van waaruit de motoren worden gevoed. Als de motoren rechtstreeks vanuit de accu voldoende snelheid ontwikkelen, hoeven er geen omvormers te worden geïnstalleerd. De rotatie van de motoren wordt bestuurd door brugcircuits - speciale circuits met veldeffecttransistors die de uitgang kunnen voorzien van een spanning met de ene of de andere polariteit, afhankelijk van van welke ingang (in 1 of in 2) het stuursignaal afkomstig is het ontvangerbord zal ontvangen. Laten we eerst eens kijken naar de zender- en ontvangercircuits, deze worden hieronder respectievelijk weergegeven.

Om precies te zijn, deze circuits worden een encoder en decoder genoemd, en de ontvanger en zender zijn kant-en-klare RX-TX-modules met een frequentie van 433 MHz, die gemakkelijk te koop zijn bij Ali of bij veel winkels voor radio-onderdelen - Elk van de modules heeft drie aansluitingen voor aansluiting: voeding plus, min, en een DATA-contact voor het verzenden of ontvangen van gegevens.De hierboven gepresenteerde eenvoudige circuits bieden een protocol voor gegevensoverdracht, waarmee u vijf keer op een knop kunt drukken. Om de machine te besturen heb je slechts 4 kanalen nodig (vooruit, achteruit, rechts, links), dus het 5e kanaal blijft vrij en kan voor elk doel worden gebruikt, bijvoorbeeld het in- en uitschakelen van de koplampen. De TXD- en RXD-contacten in de diagrammen zijn verbonden met de DATA-contacten van respectievelijk de zender en de ontvanger; verder zijn de diagrammen eenvoudig en behoeven ze nauwelijks uitleg. De voedingsspanning van de circuits zelf is 3,5-5 volt, maar als u 78l05-stabilisatoren installeert (ze staan ​​​​in de diagrammen aangegeven), kunt u ze voeden vanaf een spanning van 7 of meer volt. Printplaten bieden beide stroomopties; u hoeft alleen maar jumpers op de juiste plaatsen te installeren. Voor gebruik in een machine kunnen zowel de ontvanger als de zender rechtstreeks worden gevoed vanuit batterijen zonder stabilisatoren. Elk van de circuits heeft een microcontroller - deze moet worden geflashed met de juiste firmware; de ​​firmware bevindt zich samen met de bordbestanden in het archief.

Archief met schema's, firmware en boards:

Het maken van de afstandsbediening

Als optie kun je een kant-en-klare afstandsbediening van een kapot/onnodig radiografisch speelgoed gebruiken, als er voldoende ruimte in zit om het codeerbord te installeren. Of je kunt je eigen afstandsbediening maken, zoals ik deed. Als basis heb ik een ander stuk multiplex gebruikt, waarop ik een houder voor een 18650-batterij heb gemonteerd, een encoderbord met een ontvangstmodule, evenals 4 knoppen, die ze voor maximaal bedieningsgemak hebben geplaatst.Houd er rekening mee dat de encoderkaart al montageruimte voor knoppen op de kaart bevat. Installatie ervan is niet nodig, behalve om de functionaliteit na montage te controleren. De bedieningsknoppen zijn via draden van het bord verwijderd, zoals op de onderstaande foto's.

Elektronica op het chassis monteren

Op het chassis zelf worden daarom naast het decoderbord met de ontvangstmodule ook nog twee ‘bridge’-borden en twee omvormers gemonteerd. Het mooie van het gebruik van twee omvormers, één voor elke motor, is dat je de snelheid van elke track afzonderlijk kunt aanpassen. Hoewel de motorreductoren identiek zijn, hebben ze toch enige variatie in parameters, zodat ze zelfs met dezelfde voedingsspanning enigszins verschillende snelheden kunnen produceren; door de spanning aan de uitgang van de omvormers aan te passen, kun je dezelfde snelheid bereiken. Een vervorming van de snelheid, zelfs een kleine, zal ertoe leiden dat de auto niet recht vooruit rijdt, maar met een kleine bocht. Hieronder op de foto ziet u alle planken die nodig zijn voor installatie op het chassis.

Gedetailleerde foto van het decoderbord. Houd er rekening mee dat het, net als het encoderbord, verschillende extra voedingscondensatoren heeft - deze zullen zeker niet overbodig zijn in apparaten met microcontrollers.

Brugcircuitsamenstel

Het lijkt erop dat er een soort brugcircuit nodig is, omdat het voldoende is om alleen maar spanning op de motoren aan te brengen met behulp van een sleutel. En het is echt niet nodig als de auto geen achteruitversnelling nodig heeft - en de praktijk leert dat het zonder achteruit helemaal niet interessant is. Het is dus noodzakelijk om een ​​klein extra circuit te assembleren dat voor een polariteitsverandering voor de motor zorgt. De polariteit verandert - de bewegingsrichting verandert.

De motor is op dit circuit aangesloten en bevat ook twee ingangen: in1 en in2, breng 3-5 volt aan op de ene ingang - de motor draait in de ene richting, pas 3-5 volt toe op de andere - de motor draait in de andere richting richting. Als er aan geen van beide ingangen spanning wordt geleverd, of als er spanning op beide ingangen tegelijk wordt toegepast, draait de motor niet; dit is de eenvoudige werkingslogica. Er zijn 4 veldeffecttransistors in het circuit die de motor zullen schakelen, dus ze moeten ontworpen zijn voor een voldoende hoge stroomsterkte. Twee ervan zijn N-kanaal, je kunt AO3400 gebruiken, de andere twee zijn P-kanaal, AO3401 is geschikt. Ook op het diagram staan ​​twee bipolaire NPN-transistors; BC847 of andere soortgelijke transistors zijn voldoende. Om niet veel ruimte op het chassis in beslag te nemen, raad ik aan om deze schakeling te monteren met behulp van SMD-componenten. Diodes - wat u maar wilt, bijvoorbeeld 1N4148W. Het ingangsvermogen van dit circuit (aangeduid als 12 V) wordt door de omzetter van spanning voorzien. Houd er rekening mee dat het circuit in twee exemplaren moet worden samengesteld - voor respectievelijk de linker- en rechtermotor worden ze gevoed door de ene en de tweede omvormer. Foto's van de gemonteerde planken staan ​​hieronder.

Nu kunt u direct doorgaan met de installatie - en de eerste stap is het installeren van een paar houders voor 18650-batterijen bovenop het chassis; alle elektronica wordt hierdoor gevoed; de batterijen zijn parallel aangesloten.

Voor de batterijen, in het voorste gedeelte, is een decoderbord geïnstalleerd, dat via een schakelaar direct op de contacten van de houders kan worden aangesloten. Voor het gemak heeft dit bord er bovendien 5 LED's – wanneer u op de toetsen op de afstandsbediening drukt, zullen de overeenkomstige toetsen oplichten LED's.

Een paar converters en een paar brugborden zijn aan het onderste deel, onder het chassis, bevestigd.Alles is onmiddellijk verbonden door draden: de ingangen van de converters via een schakelaar naar de houders, de uitgangen van de converters om de brugborden van stroom te voorzien, en de uitgangen van de bruggen op hun beurt naar de motoren. Houd er rekening mee dat motoren onder belasting een behoorlijk grote stroom kunnen verbruiken; dienovereenkomstig zal aan de ingang van de omvormers de verbruikte stroom ongeveer 2 keer groter zijn en op sommige momenten 1-1,5 ampère bereiken, dus u moet stroom leveren met vrij dikke draden.

De laatste, laatste fase van de montage blijft bestaan: u moet de decoderuitgangen (4 van de 5 uitgangen worden gebruikt) aansluiten op de brugingangen (in1, in2), zodat wanneer u op bepaalde toetsen op de afstandsbediening drukt, de machine reageert op de gewenste manier. Namelijk:

• Door op “vooruit” te drukken, draaien beide motoren in dezelfde richting.
• Door op "terug" te drukken, draaien beide motoren in de tegenovergestelde richting.
• Door op “rechts” te drukken, draait de linkermotor vooruit, de rechtermotor achteruit, terwijl de machine op zijn plaats met de klok mee draait.
• Door op “links” te drukken, draait de rechtermotor achteruit, de linkermotor draait vooruit, de machine draait tegen de klok in.
• Door tegelijkertijd op "vooruit" en "rechts" te drukken, draait de linkermotor naar voren, de rechter staat stil, waardoor er een soepele bocht ontstaat.
• Het gelijktijdig indrukken van “vooruit” en “links” is vergelijkbaar, maar in de andere richting.

Om dergelijke logica te implementeren, is het noodzakelijk om de decoderuitgangen aan te sluiten op de brugingangen, zoals hieronder weergegeven.

De decoderuitgangen worden hieronder weergegeven, waarvan er één vrij is en voor andere acties kan worden gebruikt. De diodes hier kunnen dezelfde 1N4148 worden gebruikt, gesoldeerd door middel van opbouwmontage direct op de decoderuitgangen.

Testen

Op dit punt is de montage van de machine voltooid, u kunt de batterijen plaatsen en de werking controleren. In dit geval zou het niet verkeerd zijn om het huidige verbruik te controleren - bij gebrek aan opdrachten van de afstandsbediening zou het klein moeten zijn, ongeveer enkele tientallen mA. Het bereik van de afstandsbediening is afhankelijk van de gebruikte ontvanger- en zendermodules - meestal bieden ze een betrouwbaar ontvangstgebied van ongeveer 20-30 meter in stedelijke omstandigheden, wat voldoende is om de machine te besturen. Antennes helpen het bereik aanzienlijk te vergroten; je kunt stukjes koperdraad van 17 cm lang nemen (voor een frequentie van 433 MHz) en deze aan de "mier"-contacten van de modules solderen.

Het resultaat is dus een zeer vermakelijk speelgoed voor kinderen en volwassenen. De PVC-matten zorgen voor een uitstekende grip op elke ondergrond, zodat de machine gemakkelijk obstakels kan overwinnen. De voordelen van de rupsversie omvatten ook bedieningsgemak - het is niet nodig om extra stuurmechanismen te installeren, alle controle vindt alleen plaats door de draairichting van de rupsbanden te veranderen. Het nadeel van het beschreven chassisontwerp kan de kleine "bodemvrijheid" worden genoemd - de motoren bevinden zich onder de bodem en nemen daar behoorlijk veel ruimte in beslag, maar dit heeft geen invloed op het plezier van "rijden", en als Indien gewenst kan dit nadeel worden weggenomen door een extra as voor de achterwielen toe te voegen en de motoren er bovenop te plaatsen. Veel bouwplezier!

Bekijk de video