RC Dört Tekerlekli Ground Rover: 11 Adım (Resimlerle)

2025 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2025-01-13 06:58

Bu bir "Tekerlekli Monolit" (Stanley Kubrick sayesinde:D)

Elektronikle uğraşmaya başladığımdan beri uzaktan kumandalı bir yer gezgini yapmak hayallerimden biriydi, çünkü kablosuz şeyler beni her zaman büyülemiştir. Üniversite projeme kadar bir tane inşa etmek için yeterli zamanım ve param yoktu. Bu yüzden son yıl projem için dört tekerlekli bir rover yaptım. Bu talimatta, geziciyi sıfırdan oluşturmak için eski bir amplifikatörün muhafazasını nasıl kullandığımı ve radyo denetleyicisinin nasıl yapıldığını açıklayacağım.

Bu, dört ayrı tahrik motoruna sahip dört tekerlekli bir yer gezicidir. Motor sürücü devresi L298N'yi temel alır ve RF kontrolü Holtek yarı iletkeninden HT12E ve HT12D çiftini temel alır. Arduino veya başka bir mikrodenetleyici kullanmaz. Yaptığım sürüm, kablosuz çalışma için ucuz 433 MHz ISM bant ASK verici ve alıcı çiftini kullanıyor. Gezici dört basma düğmesi ile kontrol edilir ve kullanılan sürüş yöntemi diferansiyel tahriktir. Kontrolör, açık alanda yaklaşık 100 m'lik bir menzile sahiptir. Şimdi inşa etmeye başlayalım.

(Tüm görseller yüksek çözünürlüktedir. Yüksek çözünürlük için yeni sekmede açınız.)

Adım 1: Gerekli Parçalar ve Aletler

• 6 mm delikli 4 x 10 cm x 4 cm tekerlek (veya sahip olduğunuz motorlara uyumlu olanlar)
• 6 mm milli 4 x 12V, 300 veya 500 RPM redüktörlü motorlar
• 1 x Uygun boyutta metal muhafaza (Eski bir metal kasayı yeniden kullandım)
• 4 x L şekilli motor kelepçesi
• 2 x 6V 5Ah, Kurşun-Asit akü
• 1 x 9V Pil
• 1 x L298N Motor Sürücü Kartı veya çıplak IC
• 1 x 433MHz Verici
• 2 x 433MHz Alıcı (uyumlu)
• 4 x 12 mm Basmalı Butonlar
• 1 x DC Varil Jakı
• 1 x HT12E
• 1 x HT12D
• 1 x CD4077 Dörtlü XNOR Kapısı IC
• 1 x CD4069 Dörtlü NOT Kapısı IC
• 4 x 100uF Elektrolitik Kapasitör
• 7 x 100nF Seramik Kondansatörler
• 4 x 470R Dirençler
• 1 x 51K Direnç (önemli)
• 1 x 680R Direnç
• 1 x 1M Direnç (önemli)
• 1 x 7805 veya LM2940 (5V)
• 1x7809
• 3 x 2pin Vidalı Terminaller
• 1 x SPDT Basmalı Anahtar
• 1 x Mat Siyah Boya
• LED'ler, teller, ortak PCB, IC soketleri, anahtarlar, delici, Dremel, zımpara kağıtları ve diğer aletler

Motorlar, tekerlekler, kelepçeler vb. parçalar ihtiyaçlarınıza göre seçilebilir.

Adım 2: Motor Sürücü Şeması

HT12D, seri giriş-paralel çıkış kod çözücüsü olan 12 bitlik bir kod çözücüdür. HT12D'nin giriş pini, seri çıkışı olan bir alıcıya bağlanacaktır. 12 bit arasında, 8 bit adres bitleridir ve HT12D, yalnızca gelen veri mevcut adresiyle eşleşirse girişin kodunu çözecektir. Aynı frekansta birçok cihazı çalıştırmak istiyorsanız bu kullanışlıdır. Adres değerini ayarlamak için 8 pinli bir DIP anahtarı kullanabilirsiniz. Ama onları doğrudan 00000000 adresini veren GND'ye lehimledim. HT12D burada 5V'ta çalıştırılıyor ve Rosc değeri 51 KΩ. Direncin değeri önemlidir çünkü değiştirilmesi kod çözmede sorunlara neden olabilir.

433MHz alıcının çıkışı, HT12D'nin girişine bağlanır ve dört çıkış, L298 2A çift H-köprü sürücüsüne bağlanır. Sürücü, çok ısınabileceğinden uygun ısı dağılımı için bir ısı emiciye ihtiyaç duyar.

Uzaktan kumandadaki Sol düğmeye bastığımda, M1 ve M2'nin M3 ve M4'ün tersi yönde çalışmasını ve Sağ işlem için tam tersini istiyorum. İleri çalıştırma için tüm motorların aynı yönde çalışması gerekecektir. Buna diferansiyel tahrik denir ve muharebe tanklarında kullanılan budur. Bu nedenle, kontrol etmek için sadece bir pime değil, aynı anda dört pime ihtiyacımız var. Bu, bazı SPDT anahtarlarınız veya bir joystick'iniz olmadıkça, sahip olduğum SPST basma düğmeleriyle elde edilemez. Bunu yukarıda gösterilen mantık tablosuna bakarak anlayacaksınız. Bir sonraki adımda verici ucunda gerekli mantık elde edilir.

Tüm kurulum, seri konfigürasyonda iki adet 6V, 5Ah Kurşun-Asit pil ile çalışır. Bu şekilde pilleri kasanın içine yerleştirmek için bolca yerimiz olacak. Ama 12V aralığında Li-Po piller bulabilirseniz daha iyi olur. Pb-Asit pilleri harici şarj cihazına bağlamak için bir DC varil jakı kullanılır. HT12D için 5V, bir 7805 regülatör kullanılarak üretilir.

Adım 3: Motor Sürücüsünü Oluşturma

Tüm bileşenleri lehimlemek için bir perfboard kullandım. İlk olarak, bileşenleri çok fazla jumper kullanmadan lehimlenmesi daha kolay olacak şekilde yerleştirin. Bu bir deneyim meselesidir. Yerleştirme tatmin edici olduğunda, bacakları lehimleyin ve fazla parçaları kesin. Şimdi yönlendirme zamanı. Birçok PCB tasarım yazılımında otomatik yönlendirici özelliğini kullanmış olabilirsiniz. Burada yönlendirici sensin. Minimum atlama teli kullanımıyla en iyi yönlendirme için mantığınızı kullanın.

RF alıcısı için doğrudan lehimlemek yerine bir IC soketi kullandım, çünkü daha sonra tekrar kullanabilirim. Tüm pano modülerdir, böylece daha sonra gerekirse kolayca demonte edebilirim. Modüler olmak tutkularımdan biridir.

Adım 4: RF Uzaktan Kumanda Şeması

Bu, gezici için 4 kanallı bir RF uzaktan kumandadır. Uzaktan kumanda, Holtek yarı iletkeninden HT12E ve HT12D, 2^12 serisi kodlayıcı-kod çözücü çiftini temel alır. RF iletişimi 433MHz ASK verici-alıcı çifti ile sağlanır.

HT12E, 12 bitlik bir kodlayıcıdır ve temel olarak paralel bir giriş-seri çıkış kodlayıcıdır. 12 bitten 8 bit, birden fazla alıcıyı kontrol etmek için kullanılabilen adres bitleridir. A0-A7 pinleri adres giriş pinleridir. 5V çalışması için osilatör frekansı 3 KHz olmalıdır. O zaman Rosc değeri 5V için 1.1 MΩ olacaktır. 9V pili dava ediyoruz ve bu nedenle Rosc değeri 1 MΩ. Belirli bir voltaj aralığı için kullanılacak tam osilatör frekansını ve direnci belirlemek için veri sayfasına bakın. AD0-AD3, kontrol biti girişleridir. Bu girişler, HT12D kod çözücünün D0-D3 çıkışlarını kontrol edecektir. HT12E'nin çıkışını, seri veri kabul eden herhangi bir verici modülüne bağlayabilirsiniz. Bu durumda çıkışı 433MHz vericinin giriş pinine bağlarız.

Bir önceki blok şemada görüldüğü gibi, her ikisi de diferansiyel tahrik için paralel olarak bağlı olan, uzaktan kontrol edilecek dört motorumuz var. Diferansiyel tahrik motorlarını, yaygın olarak bulunan dört SPST butonuyla kontrol etmek istedim. Ama bir sorun var. HT12E kodlayıcının birden fazla kanalını yalnızca SPST butonlarıyla kontrol edemeyiz (veya etkinleştiremeyiz). Mantık kapılarının devreye girdiği yer burasıdır. Bir 4069 CMOS NOR ve bir 4077 NAND, mantık sürücüsünü oluşturur. Düğmelere her basıldığında, mantık kombinasyonu, kodlayıcının birden fazla giriş pininde gerekli sinyalleri üretir (bu, "ampul!" gibi deneylerle oluşturulmuş bir şey değil, sezgisel bir çözümdü). Bu mantık kapılarının çıkışı, HT12E'nin girişlerine bağlanır ve verici aracılığıyla seri olarak gönderilir. Sinyali aldıktan sonra, HT12D sinyali çözecek ve çıkış pinlerini buna göre çekecek ve ardından L298N'yi ve motorları çalıştıracaktır.

Adım 5: RF Uzaktan Kumandayı Oluşturma

Uzaktan kumanda için iki ayrı perfboard parçası kullandım; biri düğmeler için, diğeri mantık devresi için. Tüm panolar tamamen modülerdir ve bu nedenle herhangi bir lehim sökme işlemi yapılmadan sökülebilir. Verici modülünün anten pimi, eski bir radyodan kurtarılan harici bir teleskopik antene bağlanır. Ancak bunun için tek parça tel kullanabilirsiniz. Uzaktan kumanda doğrudan 9V pil kullanır.

Her şey çöp kutusunda bulduğum küçük bir plastik kutuya tıkılmıştı. Uzaktan kumanda yapmanın en iyi yolu değil, ama amaca hizmet ediyor.

Adım 6: Uzaktan Kumandayı Boyama

Her şey basmalı düğmeler, DPDT anahtarı, güç açık gösterge LED'i ve açıkta kalan anten ile içeride paketlenmişti. Uzun süreli çalışmadan sonra biraz ısındığını fark ettiğim için vericinin yerleştirildiği yere birkaç delik açtım. Böylece delikler bir miktar hava akışı sağlayacaktır.

Küçük dört delik yerine üstteki büyük dikdörtgen deliği kesmek bir hataydı. Belki başka bir şey düşünüyordum. Bitirmek için metalik gümüş boya kullandım.

Adım 7: Kasayı İnşa Etme

Gezicinin kasası olarak eski bir amplifikatör metal muhafazası kullandım. Altında delikler vardı ve bazılarını matkapla genişletmek zorunda kaldı, bu da motor kelepçelerinin sabitlenmesini kolaylaştırdı. Benzer bir şey bulmanız veya sac kullanarak bir tane yapmanız gerekir. Sağ açılı motor kıskaçlarının (veya L kıskaçlarının) her birinde altı vida deliği bulunur. Tüm kurulum, sac kalınlığı küçük olduğu için o kadar sağlam değildi, ancak pillerin ve diğerlerinin tüm ağırlığını taşımak için yeterliydi. DC redüktörlü motorlarla birlikte verilen somunlar kullanılarak motorlar kelepçelere takılabilir. Motor mili, tekerlekleri takmak için dişli bir deliğe sahiptir.

Plastik dişli kutulu 300 RPM DC redüktörlü motor kullandım. Plastik dişli kutusu (dişliler hala metaldir) motorları, Johnson dişli motorlarından daha ucuzdur. Ancak daha çabuk aşınırlar ve o kadar fazla torka sahip olmazlar. Johnson redüktörlü motorlarını 500 veya 600 RPM'li kullanmanızı öneririm. İyi bir hız için 300 RPM yeterli değildir.

Motorların içindeki kontak kıvılcımlarını azaltmak için her motor 100 nF seramik kapasitör ile lehimlenmelidir. Bu, motorların daha iyi ömrünü garanti eder.

Adım 8: Kasayı Boyamak

Sprey boya kutuları ile boyamak kolaydır. Tüm kasa için mat siyah kullandım. Metal gövdeyi zımpara kağıdı ile temizlemeniz ve daha iyi bir yüzey elde etmek için eski boya katmanlarını çıkarmanız gerekir. Uzun ömür için iki kat uygulayın.

9. Adım: Test Etme ve Bitirme

İlk test ettiğimde her şeyin kusursuz çalıştığını görmek beni gerçekten heyecanlandırdı. Sanırım ilk defa böyle bir şey oldu.

Sürücü panosunu içeride tutmak için bir tiffin kutusu kullandım. Her şey modüler olduğu için montajı kolaydır. RF alıcının anten kablosu, kasanın dışında bir çelik tel antene bağlandı.

Beklediğim gibi, monte edildiğinde her şey harika görünüyordu.

Adım 10: Eylemde Görün

Yukarıda, başka bir proje için bir GPS + İvmeölçer modülünü taşımak için gezici kullandığım zamandı. Üst panoda GPS, ivmeölçer, RF alıcı-verici ve ev yapımı bir Arduino var. Altında motor sürücü kartı bulunur. Orada Pb-Asit pillerin nasıl yerleştirildiğini görebilirsiniz. Ortada tiffin kutusu olmasına rağmen onlar için yeterli alan var.

Videoda geziciyi çalışırken görün. Videoyu telefonumla çektiğim için biraz titriyor.

11. Adım: İyileştirmeler

Her zaman söylediğim gibi, iyileştirme için her zaman yer vardır. Yaptığım şey sadece basit bir RC gezici. Ağırlık taşıyacak, engelleri aşacak kadar güçlü değil ve hızlı da değil. RF kontrolör aralığı, açık alanda yaklaşık 100 metre ile sınırlıdır. Bir tane kurarken tüm bu dezavantajları gidermeye çalışmalısınız; Parçaların ve aletlerin mevcudiyeti ile sınırlı değilseniz, sadece kopyalamayın. İşte size iyileştirme önerilerimden bazıları.

• Daha iyi hız-tork dengesi için 500 veya 600 RPM'lik Johnson metal dişli kutusu motorlarını kullanın. Gerçekten güçlüler ve 12 V'ta 12 Kg'a kadar tork üretebilirler. Ancak uyumlu bir motor sürücüsüne ve yüksek akımlar için pillere ihtiyacınız olacak.
• Motorun PWM kontrolü için bir mikro denetleyici kullanın. Bu şekilde gezicinin hızını kontrol edebilirsiniz. Uzaktan kumanda ucunda hız kontrolü için özel bir anahtara ihtiyaç duyacaktır.
• Daha fazla çalışma aralığı için daha iyi ve güçlü bir radyo vericisi ve alıcı çifti kullanın.
• Yaylı amortisörlerle birlikte muhtemelen alüminyumdan yapılmış güçlü bir şasi.
• Robotik kolları, kameraları ve diğer şeyleri takmak için dönen bir robotik platform. Şasinin üst kısmında servo kullanılarak yapılabilir.

Yukarıda bahsettiğim tüm özelliklere sahip bir 6 tekerlekli rover yapmayı ve genel amaçlı bir rover platformu olarak kullanmayı planlıyorum. Umarım bu projeyi beğenmişsinizdir ve bir şeyler öğrenmişsinizdir. okuduğunuz için teşekkürler:)