Cách chế tạo ô tô điều khiển bằng sóng vô tuyến

Hãy xem xét việc tạo ra một chiếc xe bánh xích với thiết kế khá cơ bản có thể được lắp ráp chỉ trong vài buổi tối. Toàn bộ cấu trúc có thể được chia đại khái thành hai phần - khung bánh xích và phần điện, sẽ cung cấp khả năng điều khiển máy từ xa từ điều khiển từ xa.

Chế tạo khung gầm

Sẽ không cần nhiều vật liệu: đường ray sẽ được dẫn động bởi một cặp động cơ giảm tốc, nền tảng của toàn bộ cấu trúc sẽ là một miếng ván ép dày nhỏ và bạn cũng sẽ cần một số bánh xe nhựa để đường ray quay. Đối với máy, bạn có thể sử dụng hầu hết mọi động cơ giảm tốc có kích thước phù hợp, lý tưởng nhất là loại “màu vàng”, có thể tìm thấy ở nhiều cửa hàng linh kiện radio hoặc bạn có thể mua chúng trên Ali, hộp số trong đó cho tỷ số truyền là 1: 48, trong trường hợp này là giá trị tối ưu nhất.

Mỗi hộp số có đầu ra tới hai trục, ở hai phía đối diện của thân xe - đối với khung gầm bánh xích, chỉ sử dụng một trục từ mỗi động cơ, trục thứ hai có thể được tháo bỏ hoàn toàn hoặc để lại trong trường hợp những động cơ này vẫn cần thiết trong các dự án khác.Cần phải gắn chặt các bánh xe vào trục - cách dễ nhất để thực hiện việc này là vặn vít tự khai thác vào chính trục (nó rỗng bên trong) để bánh xe sẽ kẹp tốt. Để cố định thêm và ngăn vít tự khai thác bị bung ra, bạn có thể bôi trơn nhiều khớp bằng keo. Xin lưu ý rằng bánh xe có kích thước gấp đôi - khoảng cách giữa mỗi bánh xe là khoảng 3-4 mm, trong tương lai, con sâu bướm sẽ được cố định với nó.

Động cơ được gắn trên một miếng ván ép bền, kích thước của nó có thể được lựa chọn tùy ý, tùy thuộc vào kích thước mong muốn của máy. Những động cơ truyền động này không cung cấp bất kỳ vị trí thuận tiện nào để buộc chặt, vì vậy tôi đã cố định chúng bằng keo nóng - keo dính tốt mang lại chất lượng kết nối tuyệt vời, như kinh nghiệm đã cho thấy.

Tiếp theo, ở phía đối diện của động cơ, bạn cần cố định các góc cho trục bánh trước. Để làm điều này, tôi thực sự khuyên bạn nên sử dụng các bộ phận từ bộ xây dựng bằng sắt dành cho trẻ em - ở đó bạn có thể tìm thấy các góc có lỗ làm sẵn. Khi khoan một lỗ trên ván ép, bạn cần lưu ý rằng trong tương lai bạn sẽ cần điều chỉnh độ căng của đường ray, vì vậy bạn cần khoan một loạt lỗ dài khoảng 1-1,5 cm, sau đó được nối thành một lỗ. khe thuôn dài. Bằng cách này, toàn bộ trục trước sẽ di chuyển qua lại và cố định vào đúng vị trí.

Một chốt được luồn vào các lỗ ở các góc, sử dụng M4 rất thuận tiện, nó cung cấp đủ độ cứng và đồng thời vừa khít với các lỗ trên các bộ phận của cấu kiện sắt. Đinh tán phải được cố định chắc chắn vào các góc, thuận tiện khi sử dụng đai ốc khóa cho việc này, chúng sẽ không tự bung ra khi máy bắt đầu di chuyển. Các bánh xe đôi tương tự được lắp ở hai bên cũng như ở phía sau, với khoảng sáng gầm hoàn toàn giống nhau.Các bánh xe phải quay tự do trên trục, điều này có thể được đảm bảo bằng các đai ốc khóa tương tự. Xin lưu ý rằng bánh xe bên trái và bên phải phải quay độc lập với nhau. Tôi lấy những bánh xe này từ cùng một bộ xây dựng bằng sắt, nhưng bạn có thể cắt những bánh xe tương tự từ nhựa hoặc bìa cứng dày nếu bạn gấp nó thành nhiều lớp và dán lại với nhau.

Làm sâu bướm

Tuy nhiên, thật khó để tưởng tượng, những đường ray tuyệt vời với lực kéo tốt có thể được làm từ tấm thảm tắm PVC, loại vật liệu này có thể tìm thấy ở hầu hết các cửa hàng đồ kim khí. Một tấm thảm như vậy bao gồm nhiều “dải” linh hoạt được kết nối với nhau bằng các sợi song song, đó là thứ cần thiết để tạo ra một con sâu bướm. Một dải rộng 1,5-2 cm được cắt từ tấm thảm, nó phải bằng chiều rộng của bánh xe được sử dụng.

Sau đó, bạn cần dán băng dính vào các bánh xe gắn vào khung xe và cắt theo chiều dài cần thiết, sau đó các đầu của băng keo được dán lại với nhau bằng keo siêu dính. Sau khi keo khô, bạn có thể thử sâu bướm trên khung xe và thậm chí bật động cơ - sâu bướm sẽ quay nhưng sẽ nhanh chóng rơi ra khỏi bánh xe.

Để đảm bảo sâu bướm không rơi khỏi bánh xe, ngay cả khi phương tiện trong tương lai chạy qua chướng ngại vật, bạn cần thực hiện các điểm dừng lồi ở tâm sâu bướm. Khi quay, chúng sẽ lọt vào khe hở giữa các bánh xe, khiến đường ray không bị bung ra. Có nhiều cách để thực hiện những điểm dừng như vậy, tôi quyết định dán que diêm vào từng “bước” của con sâu bướm, như kinh nghiệm đã chỉ ra, phương pháp này tỏ ra hiệu quả và với lực căng vừa đủ, con sâu bướm không hề rơi ra. Que diêm được cắt thành từng đoạn dài 5-6 mm và dán lại, như trong ảnh bên dưới, sử dụng cùng một loại keo siêu dính - nó đảm bảo độ bền liên kết tốt với vật liệu thảm PVC.

Tất cả các hành động tương tự phải được thực hiện với con sâu bướm thứ hai.Sau khi dán các que diêm, các đường ray có thể được coi là đã sẵn sàng - bây giờ họ đang dựa vào khung xe và họ đã có thể kiểm tra xem chiếc ô tô trong tương lai sẽ lái như thế nào bằng cách cấp điện áp trực tiếp từ pin vào cả hai động cơ. Nếu cần, bạn cần điều chỉnh lực căng - rãnh quá yếu sẽ quay hoặc rơi ra, còn rãnh quá chặt sẽ quay chặt, gây thêm áp lực lên động cơ.

Phần có điện

Trong phần điện, bạn sẽ cần nhiều bảng cùng một lúc: bảng thu và bảng phát để truyền lệnh từ điều khiển từ xa, bộ chuyển đổi tăng áp để cấp nguồn cho động cơ, cũng như bảng “cầu nối” để cho phép mỗi động cơ quay theo cả hai hướng. Sơ đồ chung như sau - bảng phát sẽ được lắp trong điều khiển từ xa, bảng thu trên khung máy. Bộ chuyển đổi tăng cường chuyển đổi điện áp từ pin (3,7 - 4,2 volt) sang mức 7-8 volt, từ đó động cơ sẽ được cấp nguồn. Nếu động cơ phát triển đủ tốc độ trực tiếp từ pin thì không cần lắp đặt bộ chuyển đổi. Vòng quay của động cơ sẽ được điều khiển bởi các mạch cầu - các mạch đặc biệt với các bóng bán dẫn hiệu ứng trường có thể cung cấp cho đầu ra điện áp ở cực này hoặc cực kia, tùy thuộc vào đầu vào nào (trong 1 hoặc trong 2) tín hiệu điều khiển từ Ban nhận sẽ nhận được. Đầu tiên, chúng ta hãy nhìn vào các mạch máy phát và máy thu, chúng được trình bày tương ứng bên dưới.

Nói chính xác, các mạch này được gọi là bộ mã hóa và bộ giải mã, còn bộ thu và bộ phát là các mô-đun RX-TX làm sẵn ở tần số 433 MHz, có thể dễ dàng mua trên Ali hoặc nhiều cửa hàng linh kiện radio - Mỗi mô-đun có ba địa chỉ liên lạc để kết nối - nguồn cộng, trừ, cũng như một địa chỉ liên hệ DATA để gửi hoặc nhận dữ liệu.Các mạch đơn giản được trình bày ở trên cung cấp một giao thức truyền dữ liệu, cho phép bạn xử lý 5 lần nhấn nút. Để điều khiển máy, bạn sẽ chỉ cần 4 kênh (tiến, lùi, phải, trái), vì vậy kênh thứ 5 vẫn trống và có thể được sử dụng cho bất kỳ mục đích nào, chẳng hạn như bật và tắt đèn pha. Các tiếp điểm TXD và RXD trong sơ đồ được kết nối tương ứng với các tiếp điểm DATA của máy phát và máy thu; mặt khác, sơ đồ rất đơn giản và hầu như không cần giải thích. Tuy nhiên, điện áp cung cấp của các mạch là 3,5-5 volt, tuy nhiên, nếu bạn lắp đặt bộ ổn định 78l05 (chúng được chỉ ra trong sơ đồ), bạn có thể cấp nguồn cho chúng từ điện áp từ 7 volt trở lên. Bảng mạch in cung cấp cả hai tùy chọn nguồn điện; bạn chỉ cần lắp đặt các jumper vào đúng vị trí. Để sử dụng trong máy, cả máy thu và máy phát đều có thể được cấp nguồn trực tiếp từ pin mà không cần bộ ổn định. Mỗi mạch có một bộ vi điều khiển - nó phải được cài đặt phần sụn thích hợp; phần sụn nằm trong kho lưu trữ cùng với các tập tin bảng mạch.

Lưu trữ với sơ đồ, phần sụn và bảng:

Làm điều khiển từ xa

Ngoài ra, bạn có thể sử dụng điều khiển từ xa làm sẵn từ một số đồ chơi điều khiển bằng sóng vô tuyến bị hỏng/không cần thiết, nếu bên trong có đủ không gian để lắp bảng mã hóa. Hoặc bạn có thể tự làm điều khiển từ xa như tôi đã làm. Để làm cơ sở, tôi sử dụng một miếng gỗ dán khác, gắn trên đó một giá đỡ pin 18650, một bảng mã hóa với mô-đun máy thu, cũng như 4 nút, sắp xếp chúng để dễ điều khiển tối đa.Xin lưu ý rằng bảng mã hóa đã có sẵn các khoảng trống để gắn các nút trên bảng - việc cài đặt chúng là không cần thiết, ngoại trừ việc kiểm tra chức năng sau khi lắp ráp. Các nút vận hành được tháo ra khỏi bảng bằng dây, như trong các bức ảnh bên dưới.

Gắn thiết bị điện tử trên khung xe

Do đó, trên chính khung máy, ngoài bảng giải mã với mô-đun máy thu, hai bảng “cầu nối” và hai bộ chuyển đổi sẽ được lắp đặt. Điểm hay của việc sử dụng hai bộ chuyển đổi, một bộ cho mỗi động cơ là bạn có thể điều chỉnh tốc độ của từng rãnh riêng biệt. Mặc dù các động cơ giảm tốc giống hệt nhau nhưng chúng vẫn có một số thay đổi về thông số, do đó, ngay cả với cùng một điện áp cung cấp, chúng có thể tạo ra tốc độ hơi khác nhau; bằng cách điều chỉnh điện áp ở đầu ra của bộ chuyển đổi, bạn có thể đạt được cùng tốc độ. Sự biến dạng về tốc độ, dù chỉ một chút, sẽ dẫn đến việc xe sẽ không lái thẳng về phía trước mà rẽ nhẹ. Dưới đây trong ảnh, bạn có thể thấy tất cả các bo mạch cần thiết để lắp đặt trên khung máy.

Hình ảnh chi tiết của bảng giải mã. Xin lưu ý rằng nó, giống như bảng mã hóa, có một số tụ điện cấp nguồn bổ sung - chúng chắc chắn sẽ không thừa trong các thiết bị có bộ vi điều khiển.

Lắp ráp mạch cầu

Có vẻ như tại sao lại cần một số loại mạch cầu, bởi vì chỉ cần cấp điện áp vào động cơ bằng một phím là đủ. Và nó thực sự không cần thiết nếu xe không cần số lùi - và thực tế cho thấy rằng nếu không có nó thì điều đó chẳng thú vị chút nào. Vì vậy, cần phải lắp ráp một mạch bổ sung nhỏ để thay đổi cực tính cho động cơ. Sự phân cực thay đổi - hướng chuyển động thay đổi.

Động cơ được kết nối với mạch này và nó cũng chứa hai đầu vào - in1 và in2, cấp 3-5 volt cho một đầu vào - động cơ quay theo một hướng, cấp 3-5 volt cho hướng kia - động cơ quay theo hướng khác phương hướng. Nếu điện áp không được cung cấp cho một trong hai đầu vào hoặc được cấp cho cả hai đầu vào cùng một lúc thì động cơ sẽ không quay, đây là logic hoạt động đơn giản. Có 4 bóng bán dẫn hiệu ứng trường trong mạch sẽ đóng cắt động cơ nên chúng phải được thiết kế để có dòng điện đủ cao. Hai trong số đó là kênh N, bạn có thể sử dụng AO3400, hai kênh còn lại là kênh P, AO3401 là phù hợp. Ngoài ra trên sơ đồ còn có hai bóng bán dẫn NPN lưỡng cực;BC847 hoặc bất kỳ bóng bán dẫn tương tự nào khác sẽ làm được. Để không chiếm nhiều diện tích trên khung máy, tôi khuyên bạn nên lắp ráp mạch này bằng linh kiện SMD. Điốt - bất kỳ loại nào bạn thích, ví dụ: 1N4148W. Đầu vào nguồn của mạch này (được chỉ định là 12 V) được cung cấp điện áp từ bộ chuyển đổi. Xin lưu ý rằng mạch phải được lắp ráp thành hai bản sao - tương ứng đối với động cơ bên trái và bên phải, chúng sẽ được cấp nguồn từ một và từ bộ chuyển đổi thứ hai. Hình ảnh của các bảng lắp ráp dưới đây.

Bây giờ bạn có thể tiến hành cài đặt trực tiếp - và bước đầu tiên là lắp một cặp giá đỡ cho pin 18650 trên đỉnh khung; tất cả các thiết bị điện tử sẽ được cấp nguồn từ chúng; pin được kết nối song song.

Phía trước pin, ở phần trước có lắp một bảng giải mã, có thể kết nối ngay lập tức thông qua công tắc tới các tiếp điểm của giá đỡ. Để thuận tiện, bảng này còn có 5 đèn LED – khi bạn nhấn các phím điều khiển từ xa, các phím tương ứng sẽ sáng lên đèn LED.

Một cặp bộ chuyển đổi và một cặp board cầu được gắn vào phần dưới, dưới gầm xe.Mọi thứ đều được kết nối ngay lập tức bằng dây - đầu vào của bộ chuyển đổi thông qua công tắc đến giá đỡ, đầu ra của bộ chuyển đổi để cấp nguồn cho bo mạch cầu và đầu ra của cầu đến động cơ. Cần lưu ý rằng động cơ đang tải có thể tiêu thụ dòng điện khá lớn, do đó, ở đầu vào của bộ chuyển đổi, dòng điện tiêu thụ sẽ lớn hơn khoảng 2 lần và tại một số thời điểm có thể đạt tới 1-1,5 ampe, vì vậy bạn cần phải tính đến việc cấp nguồn bằng dây khá dày.

Giai đoạn lắp ráp cuối cùng, cuối cùng vẫn còn - bạn cần kết nối các đầu ra bộ giải mã (4 trong số 5 đầu ra sẽ được sử dụng) với các đầu vào cầu nối (in1, in2), để khi bạn nhấn một số phím nhất định trên điều khiển từ xa, máy sẽ phản ứng theo cách mong muốn. Cụ thể là:

• Nhấn “tiến lên” - cả hai động cơ đều quay cùng hướng.
• Nhấn “quay lại” - cả hai động cơ đều quay theo hướng ngược lại.
• Nhấn “phải” - động cơ bên trái quay tiến, động cơ bên phải quay lùi, đồng thời máy quay tại chỗ theo chiều kim đồng hồ.
• Nhấn “trái” - mô tơ bên phải quay lùi, mô tơ bên trái quay tiến, máy quay ngược chiều kim đồng hồ.
• Nhấn đồng thời “tiến” và “phải” - động cơ bên trái quay về phía trước, động cơ bên phải đứng yên, do đó xảy ra chuyển hướng êm ái.
• Nhấn đồng thời “tiến” và “trái” cũng tương tự nhưng theo hướng khác.

Để thực hiện logic như vậy, cần kết nối đầu ra bộ giải mã với đầu vào cầu như hình dưới đây.

Các đầu ra của bộ giải mã được hiển thị bên dưới, một trong số chúng còn trống và có thể được sử dụng cho các hành động khác. Các điốt ở đây có thể được sử dụng cùng loại 1N4148, được hàn bằng cách gắn bề mặt trực tiếp ở đầu ra bộ giải mã.

Kiểm tra

Lúc này việc lắp ráp máy đã hoàn tất, bạn có thể lắp pin vào và kiểm tra hoạt động. Trong trường hợp này, sẽ không sai nếu kiểm tra mức tiêu thụ hiện tại - trong trường hợp không có lệnh từ điều khiển từ xa, nó sẽ nhỏ, khoảng vài chục mA. Phạm vi của điều khiển từ xa sẽ phụ thuộc vào mô-đun máy thu và máy phát được sử dụng - chúng thường cung cấp khu vực tiếp nhận đáng tin cậy khoảng 20-30 mét trong điều kiện đô thị, đủ để điều khiển máy. Ăng-ten sẽ giúp tăng phạm vi hoạt động đáng kể, bạn có thể lấy những đoạn dây đồng dài 17 cm (đối với tần số 433 MHz) và hàn chúng vào các điểm tiếp xúc “con kiến” của mô-đun.

Do đó, kết quả là một món đồ chơi rất thú vị dành cho trẻ em và người lớn - đường ray thảm PVC mang lại độ bám tuyệt vời trên mọi bề mặt, do đó máy có thể dễ dàng vượt qua chướng ngại vật. Ưu điểm của phiên bản bánh xích còn bao gồm khả năng điều khiển dễ dàng - không cần cài đặt thêm cơ cấu lái, mọi thao tác điều khiển chỉ diễn ra bằng cách thay đổi hướng quay của đường ray. Nhược điểm của thiết kế khung gầm được mô tả có thể gọi là “khoảng sáng gầm xe” nhỏ - động cơ nằm ở phía dưới và chiếm khá nhiều không gian ở đó, tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng đến cảm giác thích thú khi “lái xe” và nếu mong muốn, nhược điểm này có thể được loại bỏ bằng cách bổ sung thêm một trục cho bánh sau và đặt các động cơ lên ​​trên. Chúc tòa nhà vui vẻ!

Xem video