Ako vyrobiť pásové rádiom riadené auto

Uvažujme o vytvorení pásového vozidla s pomerne jednoduchým dizajnom, ktoré možno zostaviť doslova za pár večerov. Celá konštrukcia sa dá zhruba rozdeliť na dve časti – pásový podvozok a elektrickú časť, ktorá bude zabezpečovať diaľkové ovládanie stroja z diaľkového ovládača.

Výroba podvozkov

Materiálov nebude treba veľa: pásy bude poháňať dvojica motorov s prevodovkou, základom celej konštrukcie bude malý kúsok hrubej preglejky a budete potrebovať aj niekoľko plastových koliesok, na ktorých sa budú pásy otáčať. Pre stroj môžete použiť takmer akúkoľvek vhodnú veľkosť prevodových motorov, ideálne sú „žlté“, ktoré nájdete v mnohých obchodoch s rádiovými súčiastkami, alebo si ich môžete kúpiť na Ali, prevodovka v nich dáva prevodový pomer 1: 48, čo je pre tento prípad najoptimálnejšia hodnota.

Každá prevodovka má výstup na dva hriadele, na opačných stranách karosérie - pre pásový podvozok sa použije iba jeden hriadeľ z každého motora, druhý je možné úplne odstrániť alebo ponechať v prípade, že sú tieto motory stále potrebné v iných projektoch.Kolieska je potrebné pripevniť na hriadele - najjednoduchšie to urobíte tak, že do samotného hriadeľa naskrutkujete samoreznú skrutku (vnútri je dutá), takže sa kolesá dobre uchytia. Na dodatočnú fixáciu a na zabránenie odvíjania samoreznej skrutky môžete spoj veľkoryso namazať lepidlom. Upozorňujeme, že koleso je dvojité - medzi každým kolesom je medzera približne 3-4 mm, v budúcnosti bude húsenica upevnená.

Motory sú osadené na kuse odolnej preglejky, jej veľkosť je možné ľubovoľne zvoliť v závislosti od požadovanej veľkosti stroja. Tieto prevodové motory neposkytujú žiadne vhodné miesta na upevnenie, preto som ich pripevnil horúcim lepidlom - dobré lepiace tyčinky poskytujú vynikajúcu kvalitu spojenia, ako ukázali skúsenosti.

Ďalej, na opačnej strane motorov, musíte zaistiť rohy pre os predných kolies. K tomu vrelo odporúčam použiť diely z detskej železnej stavebnice - tam nájdete hotové rohy s otvormi. Pri vŕtaní otvoru do preglejky treba počítať s tým, že v budúcnosti budete musieť upraviť napnutie pásov, takže musíte vyvŕtať sériu otvorov dlhých približne 1-1,5 cm, ktoré sa potom spoja do jedného. podlhovastá štrbina. Týmto spôsobom sa celá predná náprava bude pohybovať tam a späť, priskrutkovaná na miesto.

Do otvorov v rohoch je naskrutkovaný kolík, je vhodné použiť M4, poskytuje dostatočnú tuhosť a zároveň pasuje do otvorov v častiach železnej konštrukcie. Čap musí byť pevne zaistený v rohoch, na to je vhodné použiť poistné matice, ktoré sa pri rozbehu stroja samé neodskrutkujú. Na bokoch sú namontované rovnaké dvojité kolesá ako vzadu, s presne rovnakou vôľou.Kolesá sa musia na náprave voľne otáčať, čo je možné zabezpečiť rovnakými poistnými maticami. Upozorňujeme, že ľavé a pravé koleso sa musia otáčať nezávisle od seba. Tieto kolieska som zobral z tej istej železnej stavebnice, ale podobné si môžete vyrezať z plastu alebo hrubého kartónu, ak ho zložíte vo viacerých vrstvách a zlepíte.

Vytváranie húseníc

Je ťažké si predstaviť, že vynikajúce dráhy s dobrou trakciou sa dajú vyrobiť z PVC kúpeľňovej podložky, ktorú možno nájsť takmer v každom železiarstve. Takýto koberec pozostáva z mnohých pružných „prúžkov“, ktoré sú navzájom spojené paralelnými vláknami, čo je potrebné na vytvorenie húsenice. Z podložky sa odreže pás široký 1,5-2 cm, ktorý by sa mal rovnať šírke použitých kolies.

Potom je potrebné priložiť pásku na kolesá pripevnené k podvozku a narezať ju na požadovanú dĺžku, potom sa konce pásky zlepia lepidlom. Po zaschnutí lepidla môžete húsenicu vyskúšať na podvozku a dokonca zapnúť motor - húsenica sa bude otáčať, ale rýchlo spadne z kolies.

Aby ste zabezpečili, že húsenica nespadne z kolies, aj keď budúce vozidlo prejde cez prekážky, musíte v strede húsenice urobiť konvexné zarážky. Pri otáčaní zapadnú do medzery medzi kolesami, čím zabránia vypadnutiu koľaje. Existuje mnoho spôsobov, ako urobiť takéto zarážky, rozhodol som sa prilepiť zápalky na každý „krok“ húsenice, ako ukázala skúsenosť, tento spôsob sa ukázal ako účinný a pri dostatočnom napätí húsenica vôbec nespadla. Zápalky sú narezané na kúsky dlhé 5-6 mm a zlepené, ako je znázornené na fotografii nižšie, používa sa rovnaké lepidlo - zaisťuje dobrú pevnosť spojenia s materiálom PVC rohože.

Všetky rovnaké akcie je potrebné vykonať s druhou húsenicou.Po nalepení zápaliek možno koľaje považovať za hotové – teraz sa spoliehajú na podvozok a už môžu kontrolovať, ako bude budúce auto jazdiť privedením napätia z batérie priamo na oba motory. Ak je to potrebné, musíte upraviť napínaciu silu – príliš slabá dráha sa bude otáčať alebo spadne a príliš tesná dráha sa bude otáčať tesne, čím sa motor dodatočne namáha.

Elektrická časť

V elektrickej časti budete potrebovať niekoľko dosiek naraz: dosky prijímača a vysielača na prenos príkazov z diaľkového ovládača, zosilňovacie konvertory na napájanie motorov, ako aj dosky „most“ umožňujúce otáčanie každého motora v oboch smeroch. Všeobecná schéma je nasledovná - doska vysielača bude inštalovaná v diaľkovom ovládači, doska prijímača na šasi stroja. Boost meniče premieňajú napätie z batérií (3,7 - 4,2 voltov) na úroveň 7-8 voltov, z ktorých budú napájané motory. Ak motory vyvinú dostatočnú rýchlosť priamo z batérie, potom nie je potrebné inštalovať meniče. Otáčanie motorov bude riadené mostíkovými obvodmi - špeciálnymi obvodmi s tranzistormi s efektom poľa, ktoré môžu napájať výstup buď napätím jednej alebo druhej polarity, podľa toho, z ktorého vstupu (v 1 alebo v 2) bude riadiaci signál z prijímacia doska prijme. Najprv sa pozrime na obvody vysielača a prijímača, ktoré sú uvedené nižšie.

Aby som bol presný, tieto obvody sa nazývajú kodér a dekodér a prijímač a vysielač sú hotové moduly RX-TX na frekvencii 433 MHz, ktoré sa dajú ľahko kúpiť v Ali alebo v mnohých obchodoch s rádiovými súčiastkami - Každý z modulov má tri kontakty pre pripojenie – napájanie plus, mínus, ako aj DATA kontakt pre odosielanie alebo prijímanie dát.Jednoduché obvody uvedené vyššie poskytujú protokol prenosu údajov, ktorý vám umožňuje spracovať 5 stlačení tlačidiel. Na ovládanie stroja budete potrebovať iba 4 kanály (dopredu, dozadu, doprava, doľava), takže 5. kanál zostáva voľný a možno ho použiť na akýkoľvek účel, napríklad zapnutie a vypnutie svetlometov. Kontakty TXD a RXD na schémach sú spojené s DATA kontaktmi vysielača a prijímača, inak sú schémy jednoduché a takmer nevyžadujú vysvetlenie. Napájacie napätie samotných obvodov je 3,5-5 voltov, ak však nainštalujete stabilizátory 78l05 (sú uvedené v diagramoch), môžete ich napájať z napätia 7 alebo viac voltov. Dosky s plošnými spojmi poskytujú obe možnosti napájania, stačí nainštalovať prepojky na správne miesta. Pre použitie v stroji je možné prijímač aj vysielač napájať priamo z batérií bez stabilizátorov. Každý z obvodov má mikrokontrolér - musí byť flashovaný príslušným firmvérom, firmvér je v archíve spolu so súbormi dosky.

Archív so schémami, firmvérom a doskami:

Výroba diaľkového ovládača

Ako jednu z možností môžete použiť hotové diaľkové ovládanie z nejakej rozbitej/nepotrebnej rádiom ovládanej hračky, ak je v nej dostatok miesta na inštaláciu dosky kódovača. Alebo si môžete vyrobiť vlastný diaľkový ovládač, ako som to urobil ja. Ako základ som použil ďalší kus preglejky, na ktorý som namontoval držiak pre batériu 18650, dosku kódovača s modulom prijímača, ako aj 4 tlačidlá, ktoré sú usporiadané pre maximálne jednoduché ovládanie.Upozorňujeme, že doska kódovača už obsahuje montážne priestory pre tlačidlá na doske - ich inštalácia nie je potrebná, okrem kontroly funkčnosti po zložení. Ovládacie tlačidlá sú odstránené z dosky na drôtoch, ako na fotografiách nižšie.

Montáž elektroniky na podvozok

Na samotnom šasi budú teda okrem dosky dekodéra s modulom prijímača osadené aj dve „mostové“ dosky a dva prevodníky. Dobrá vec na použití dvoch meničov, jedného pre každý motor, je, že môžete nastaviť rýchlosť každej stopy samostatne. Prevodové motory sú síce identické, ale predsa len majú nejaké odchýlky v parametroch, takže aj pri rovnakom napájacom napätí môžu produkovať mierne odlišné otáčky, úpravou napätia na výstupe meničov dosiahnete rovnakú rýchlosť. Skreslenie rýchlosti, dokonca aj malé, povedie k tomu, že auto nebude jazdiť priamo vpred, ale s miernym zákrutom. Nižšie na fotografii môžete vidieť všetky dosky potrebné na inštaláciu na podvozok.

Detailné foto dosky dekodéra. Upozorňujeme, že rovnako ako doska kódovača má niekoľko dodatočných napájacích kondenzátorov - v zariadeniach s mikrokontrolérmi rozhodne nebudú zbytočné.

Zostava mostového okruhu

Zdalo by sa, prečo je potrebný nejaký mostíkový obvod, pretože na motory stačí priviesť napätie pomocou kľúča. A to naozaj nie je potrebné, ak auto nevyžaduje spiatočku - a prax ukazuje, že bez nej to nie je vôbec zaujímavé. Preto je potrebné zostaviť malý prídavný obvod, ktorý zabezpečí zmenu polarity motora. Mení sa polarita - mení sa smer pohybu.

K tomuto obvodu je pripojený motor, ktorý obsahuje aj dva vstupy - in1 a in2, na jeden vstup priveďte 3-5 voltov - motor sa otáča jedným smerom, na druhý priveďte 3-5 voltov - motor sa otáča v druhom smer. Ak napätie nie je privedené na žiadny vstup alebo je privedené na oba vstupy naraz, motor sa neotáča, to je jednoduchá logika činnosti. V obvode sú 4 tranzistory s efektom poľa, ktoré budú spínať motor, preto musia byť navrhnuté na dostatočne vysoký prúd. Dva z nich sú N-kanálové, môžete použiť AO3400, ďalšie dva sú P-kanálové, vhodný je AO3401. Na diagrame sú tiež dva bipolárne tranzistory NPN; BC847 alebo akékoľvek iné podobné. Aby nezaberal veľa miesta na šasi, odporúčam tento obvod poskladať pomocou SMD súčiastok. Diódy - akékoľvek, ktoré sa vám páčia, napríklad 1N4148W. Príkon tohto obvodu (označený ako 12 V) je napájaný napätím z meniča. Upozorňujeme, že obvod musí byť zostavený v dvoch kópiách - pre ľavý a pravý motor budú napájané z jedného az druhého meniča. Fotografie zostavených dosiek sú uvedené nižšie.

Teraz môžete prejsť priamo k inštalácii - a prvým krokom je inštalácia dvojice držiakov pre batérie 18650 na vrch šasi, z nich bude napájaná všetka elektronika, batérie sú zapojené paralelne.

Pred batériami je v prednej časti inštalovaná doska dekodéra, ktorú je možné ihneď pripojiť prepínačom na kontakty držiakov. Pre pohodlie má táto doska navyše 5 LED diódy – keď stlačíte tlačidlá na diaľkovom ovládači, rozsvietia sa príslušné LED diódy.

Dvojica meničov a dvojica mostíkových dosiek je pripevnená k spodnej časti, pod podvozkom.Všetko je okamžite prepojené drôtmi - vstupy meničov cez spínač do držiakov, výstupy meničov na napájanie mostíkových dosiek a výstupy mostíkov zasa k motorom. Malo by sa vziať do úvahy, že motory pod zaťažením môžu spotrebovať pomerne veľký prúd, takže na vstupe meničov bude spotrebovaný prúd približne 2-krát väčší a v niektorých momentoch môže dosiahnuť 1-1,5 ampéra, takže musíte napájanie s pomerne hrubými vodičmi.

Zostáva posledná, záverečná fáza montáže - výstupy dekodéra (využijú sa 4 z 5 výstupov) je potrebné pripojiť k mostíkovým vstupom (in1, in2), aby sa po stlačení určitých kláves na diaľkovom ovládači stroj reaguje požadovaným spôsobom. menovite:

• Stlačením „vpred“ sa oba motory otáčajú rovnakým smerom.
• Stlačením „späť“ - oba motory sa otáčajú v opačnom smere.
• Stlačením „vpravo“ - ľavý motor sa otáča dopredu, pravý motor sa otáča dozadu, zatiaľ čo sa stroj otáča v smere hodinových ručičiek na mieste.
• Stlačením „vľavo“ sa pravý motor otáča dozadu, ľavý motor dopredu, stroj sa otáča proti smeru hodinových ručičiek.
• Súčasné stlačenie „vpred“ a „vpravo“ - ľavý motor sa otáča dopredu, pravý stojí, čím dochádza k plynulému otáčaniu.
• Súčasné stlačenie „vpred“ a „doľava“ je podobné, ale v opačnom smere.

Na implementáciu takejto logiky je potrebné pripojiť výstupy dekodéra k mostíkovým vstupom, ako je znázornené nižšie.

Výstupy dekodéra sú zobrazené nižšie, pričom jeden z nich je voľný a možno ho použiť na iné činnosti. Diódy tu môžu byť použité rovnaké 1N4148, spájkované povrchovou montážou priamo na výstupy dekodéra.

Testy

V tomto okamihu je montáž stroja dokončená, môžete vložiť batérie a skontrolovať prevádzku. V tomto prípade by nebolo od veci skontrolovať spotrebu prúdu - pri absencii príkazov z diaľkového ovládača by mala byť malá, asi niekoľko desiatok mA. Dosah diaľkového ovládača bude závisieť od použitých modulov prijímača a vysielača - najčastejšie poskytujú spoľahlivú oblasť príjmu približne 20-30 metrov v mestských podmienkach, čo je dosť na ovládanie stroja. Antény pomôžu výrazne zvýšiť dosah, môžete si vziať kúsky medeného drôtu dlhé 17 cm (pre frekvenciu 433 MHz) a prispájkovať ich na „mravčie“ kontakty modulov.

Výsledkom je teda veľmi zábavná hračka pre deti aj dospelých - PVC rohože poskytujú vynikajúcu priľnavosť na akomkoľvek povrchu, takže stroj ľahko prekonáva prekážky. Medzi výhody pásovej verzie patrí aj jednoduchosť ovládania - nie je potrebné inštalovať ďalšie riadiace mechanizmy, celé ovládanie prebieha iba zmenou smeru otáčania pásov. Nevýhoda opísanej konštrukcie podvozku sa dá nazvať malá „svetlá výška“ - motory sú umiestnené pod dnom a zaberajú tam pomerne veľa miesta, to však nenarušuje potešenie z „jazdy“ a ak túto nevýhodu možno odstrániť pridaním prídavnej nápravy pre zadné kolesá a umiestnením motorov na vrch. Šťastná budova!

Pozri si video