Tam Boy RC Araba: 14 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Nedir?

RC arabaların sadece çocuklar için olduğunu mu düşünüyorsunuz? Tekrar düşün! Bu eğitim size tam boy 1:1 RC arabayı nasıl yerleştireceğinizi ve inşa edeceğinizi gösterecektir. Bir arabayı bu kontrollerle donatmak, kendi tamamen otonom arabanızı (sonraki aşama) oluşturmak için iyi bir başlangıç platformudur.

NOT: Bu yapı, "kabloyla sürüş" tarzı olmayan bir arabaya dayanmaktadır. "Kabloyla sür" bir araba için diğer eğitimimi okumak isterseniz, buradan kontrol edin.

Adım 1: Arka Plan

Her zaman kendi sürücüsüz arabamı yapmak istemişimdir ve başlamak için eski bir arabayı, arabada bir insan olmadan tüm kontrolleri kontrol edecek şekilde değiştirmekten daha iyi bir yol yoktur. Bu nedenle, ilk aşama bir arabayı bu kontrollerle donatmak ve ardından bunları RC aracılığıyla uzaktan çalıştırmaktır.

Başkalarına otonom bir araba üretmenin önündeki engelin çok düşük olduğunu ve çok pahalı olmadığını (<2 bin dolar) göstermek için bu süreci belgelemeye karar verdim. Binlerce insanın bu arabaları yapmasını istiyorum, böylece mekatronik, bilgisayar bilimi ve genel olarak mühendislikte gerçek dünya deneyimine sahip çok daha fazla insanımız olacak.

Benim yeteneklerim

• 8 araba ve 10 motosikletten fazla inşa edildi ve restore edildi
• Tüm hayatım boyunca İmalatta çalıştım
• Nitelikli Tesisatçı ve Turner
• Nitelikli Takım Üreticisi
• Bilgisayar bilimi mezunu
• QRMV'nin Kurucusu - Görme Kılavuzlu Endüstriyel Robotik konusunda uzman
• Ollo giyilebilir cihazların kurucu ortağı/CTO'su - yaşlılar/yaşlılar için ses kontrollü cep telefonu (modern yaşam uyarısı)
• Çoklu patentler (ödüllü ve geçici) telefon, coğrafi konumlandırma ve bilgisayarla görme

2. Adım: Gerekli Beceriler

Çok teknik bir geçmişim var ama biraz uygulamalı olan birinin bunlardan birini kolayca inşa edebilmesi gerektiğini düşünüyorum. Tüm becerilere sahip değilseniz, yapabileceğiniz en kolay şey, tanıdığınız diğer insanlardan yapıya katılmalarını istemektir. Bu şekilde giderken birbirinize öğretebilirsiniz.

Mekanik - bir arabanın ve bileşenlerinin etrafındaki yolunuzu ve birlikte nasıl çalıştıklarını öğrenin

Mekanik - çok çeşitli el ve elektrikli aletleri (matkap, taşlama, torna vb.) kullanabilme

Elektronik - temel devreleri anlayın, tasarlayın ve oluşturun (bileşen seçimi, lehimleme vb.)

Çizim - 3. şahıslar tarafından işlenecek bileşenleri CAD'de çizebilme

Programlama - Basit Arduino çizimleri oluşturabilme, git vb.

Adım 3: İnşa Maliyeti

Kısacası - <2 bin dolar. Bu arabalardan birini inşa etmenin maliyeti, muhtemelen projedeki en yüksek ve en değişken maliyet bileşeni olduğundan, çalışan arabayı ne kadara alabileceğinize bağlıdır. Yaptığım ilk araba için 1991 Honda Civic'imi 300 dolara almayı başardım ve hala kayıtlıydı.

İhtiyaç duyacağınız diğer tüm bileşenler çoğunlukla “hazır” olduğundan fiyatlar çok fazla değişmez.

Adım 4: Parça Listesi

Tam parça listesi ve tedarikçiler/üreticiler burada bulunabilir.

• Araba (kablosuz stil)
• Lineer Aktüatör (Elektrikli) - Dişli Seçici
• Lineer Aktüatör (Elektrikli) - Frenler
• Servo (Yüksek Tork) - Hızlandırıcı
• Elektronik Servo Direksiyon modülü - Direksiyon
• Arduino Uno - Sistem entegrasyonunu kontrol eder
• Yüksek akım (5A) 5-6V regüleli güç kaynağı (servo için)
• 8/9 Kanal RC denetleyici ve Alıcı
• Derin Döngü Batarya (Opsiyonel)
• Yardımcı Batarya - Voltaj Duyarlı Röle (Opsiyonel)
• Pil Kutusu (Opsiyonel)
• Pil İzolatörü
• 60A Motor Sürücüsü (Çok Yönlü)
• 2 x 32A Motor Sürücü (Çok Yönlü)
• 2 x 30A 5V Röle Modülü
• 2 x Kayar Potansiyometre
• 2 x Çok Turlu Potansiyometre
• ~50A Devre Kesici veya Sigorta
• Acil Durdurma Düğmeleri ve kontakları
• Tel (Motorlar/akü için Yüksek Akım ve bağlantı için çok çekirdekli)
• Otomotiv Sigorta kutusu
• Çelik yassı çubuk (25x3mm ve 50x3mm)
• Alüminyum levha (3-4mm)
• Elektronik için ABS muhafaza kutuları
• Araba atölyesi kılavuzu

Adım 5: Sistem Bileşenleri - Araba

Not: Bu eğitim için, 1990 Honda Civic olan "wire-by-wire" tarzı olmayan bir araba inşa ediyorum. "Kablosuz" bir araba inşa etmek istiyorsanız, önümüzdeki aylarda bununla ilgili yapım bilgilerimi yayınlayacağım.

Emin olmak istediğiniz araba için aşağıdakileri işaretleyin;

• Araba çalışır, çalışır ve sürebilir (değilse, çalıştırın)
• Otomatik şanzımanı vardır
• Frenler çalışıyor
• Alternatör iyi çalışır durumda

Adım 6: Sistem Bileşenleri - Yardımcı Batarya Kurulumu (Opsiyonel)

Bu eğitimde ikinci/yardımcı derin döngülü pil kullanacağım ancak bu isteğe bağlıdır. Arabadaki orijinal akü süper küçük olduğundan ve başka bir akü ile aynı fiyata yedek akü rölesi kurulumuna sahip derin döngülü bir akü almak için bir anlaşma olduğundan, bunu kendi yapımda yapmayı seçiyorum. Buradaki en önemli şey, arabada gerektiğinde yüksek akım sağlayabilen iyi çalışan bir akü ve alternatör istemenizdir.

İlk olarak, her iki terminalde de çalışacağımız için arabanın aküsünü ayırın. Arabada bir yardımcı akü kurmak oldukça basittir. İlk olarak, ikinci aküyü arabanın içine, bagaja veya yeterli yeriniz varsa kaputun altına takmak için uygun/güvenli bir yer bulun.

Voltaja Duyarlı Röleyi marş aküsüne mümkün olduğunca yakın monte edin.

Marş aküsü konnektörünün pozitif terminalinden voltaj duyarlı röleye çalıştırmak için bir miktar kalın ölçü kablosu (6 AWG) kullanın. Ardından, voltaja duyarlı röleden gelen ağır gösterge kablosunun başka bir parçasını yardımcı aküye geçirin ve ona bir akü terminalini güvenli bir şekilde bağlayın.

Voltaja duyarlı röle, arabanın toprağına bağlanması gereken bir negatif kabloya sahip olmalıdır. Bu kablonun/konektörün gerçekten iyi bir toprak temasına sahip olduğundan emin olun.

Yardımcı aküde, negatif terminalden otomobilin metal gövdesinin bir kısmına ağır bir ölçü teli (6 AWG) çalıştırın ve sağlam bir zemine (çıplak metal) sahip olduğundan emin olun. Her iki uca da uygun konektörler koyun ve topraklamanın doğru olduğunu test edin.

Not: Yardımcı akünüzün güvenli bir şekilde monte edildiğinden ve sürüş sırasında hareket etmeyeceğinden emin olun. Güvenli ve düzenli tutmak için pil kutusuna koymanızı öneririm.

Basit ve hızlı güç izolasyonu sağlamak için sisteminizde bir pil izolatörü kullanmanızı şiddetle tavsiye ederim. Bunu pil gücünüzden kontrol cihazının sigorta kutusuna yerleştirin

Adım 7: Sistem Bileşenleri - Ateşleme

Çoğu araba, kontakta döndürülen bir anahtarla başlar. Bu daha sonra ECU, marş motoru solenoidi, radyo, fanlar vb. dahil olmak üzere araç içindeki farklı bileşenlere güç uygular. Anahtar sistemini Arudino'muzdan tetikleyebileceğimiz rölelerle değiştireceğiz.

Bu işi yapmak için arabaların elektrik şemalarına ihtiyacınız olacak, ancak bunları normalde hızlı bir Google araması yaparak veya sadece çevrimiçi satın alarak çevrimiçi olarak bulabilirsiniz. Belirli bileşenlerin çıkarılmasıyla ilgili ipuçları/püf noktaları da dahil olmak üzere diğer bilgileri de içereceğinden, arabaların eksiksiz atölye el kitabını almanızı tavsiye ederim. Ayrıca, karşılaşabileceğiniz diğer araba sorunlarını teşhis etmek ve düzeltmek için elinizde bilgi olması her zaman harikadır.

Ayrıca, size daha fazla alan sağlamak için direksiyon kolonunu raftan tamamen (ateşleme namlusu, gösterge kolu vb. arabada bırakılmak.

Ateşleme için arabanın elektrik şemalarına bakın ve kontağı besleyen kabloları belirleyin. Normalde aküden (IN) sigortalı bir pozitif sabit güç kablosu ve ardından otomobil bileşenlerine otomobil ateşleme/güç döngüsünün farklı aşamalarında (Kapalı, ACC, IGN1/Run) güç sağlamak için beslenen bir dizi başka kablo olacaktır., IGN2/Başlat). Hangi kabloların hangisi olduğunu belirleyin, çünkü çoğu eski arabada arabayı çalıştırmak için sadece Main IN pozitif kablosuna, IGN1/Run'a ve IGN2/Start kablolarına ihtiyacınız olacak, ancak bu arabadan arabaya değişir.

Sahip olduğum araba için toplamda sadece 3 kabloya ihtiyacım vardı ama bunlar yüksek akım sağlıyorlardı, bu yüzden yükü değiştirmek için bazı ağır hizmet rölelerine ihtiyacım vardı. Sonunda kullandığım röleler, çevrimiçi bulduğum 30A 5V modüller. ~ 30A yüksek akımı kaldırabilecek ve sadece 5V'luk bir sinyalle değiştirilebilecek bir şey istedim.

Ateşleme kablolarını gerektiği gibi rölelere bağlayın. Röleleri monte etmeden önce her zaman rölelerin çalışıp çalışmadığını kontrol edin, çünkü inşaat malzemeleri hayatımda kelimenin tam anlamıyla arıza bulmam için günlerce mal olan birden fazla “varışta ölü” rölelerim oldu.

Bu rölelerin farklı şekillerde çalışmasını isteyeceksiniz. Sistemimdeki IGN1/Run rölesi tüm arabaların ECU'sunu, Radyatör Fanı, Ateşleme Modülünü açtı ve bu bir anlamda arabaların gücünü açıp kapatmama izin verdi. Basitçe, ateşleme modülüne güç verilmeden araba marş yapar ama asla çalışmaz. IGN2/Start rölesi, motoru gerçekten çalıştıracak olan marş solenoidine doğrudan bağlıydı. Bu röle ile, aracı çalıştırmak için sadece anlık olarak açık olmasını isteyeceksiniz, ancak bir kez çalıştığında marş motorunu öldürmemek için devreden çıkarmak isteyeceksiniz.

Test yapmak

Devre - Arduino'nuz için giriş olarak basit bir anahtar (IGN1/Run Relay) ve bir anlık düğme (IGN2/Start) devresi oluşturun

Programlama - Marş aküsü bağlı olmadan her iki rölenin de çalıştığını test etmek için basit bir test komut dosyası yazın. Devreniz ve komut dosyanızdan emin olduktan sonra marş aküsünü bağlayın ve test edin. Bu noktada arabanızı çalıştırabilmeniz ve durdurabilmeniz gerekir.

Dönüm noktası

Bu noktada sahip olmanız gereken;

1. IGN1/Röle kablolu çalıştır
2. IGN2/Röle kablolu başlat
3. Arduino üzerinden her iki röle açma/kapama işlemlerinin kontrolü
4. röleleri kontrol etmek için test devresi
5. arabayı çalıştırabilmek
6. arabayı kapatabilmek

Adım 8: Sistem Bileşenleri - Vites Seçici

Bu yapıda otomatik şanzımanlı bir araba kullandığımızdan, vites değiştirmeyi nispeten kolay hale getiriyor, çünkü sadece kolu doğrusal bir hareketle belirli noktalara hareket ettirmemiz gerekiyor.

Not: Aracı olabildiğince stok görünümlü ve iç kısmı mümkün olduğunca normal tutmak istediğim için mevcut kolu kullanmaya ve doğrudan iletim kablosuna bağlamamaya karar verdim.

Aklınıza gelebilecek tek zor şey, çoğu otomatik şanzımanın, şanzıman kolunu hareket ettirmeden önce bir düğmeye basmanız gerektiğidir. Sonsuz vidalı lineer bir aktüatör kullandığımız için, hareket etmediğinde şanzıman kolunu yerinde tutmak için kendinden kilitleme özelliğini kullanabiliriz. Düğmeye gelince, onu kalıcı olarak “depresif” duruma kilitlemeye devam edebilirsiniz.

Burada kullanılan lineer aktüatörün, Park konumundan Geri, Nötr ve ardından Sürüş konumuna geçmek için yeterli stroka sahip olması gerekiyordu. Arabalarımda, aktüatörü monte ettiğim yerden yaklaşık 100 mm uzaktaydı. Kolu hareket ettirmek için gereken kuvvet çok azdı (<5kg), bu yüzden stokta olduğu için 150mm Strok/70kg kuvvet aktüatörü kullandım.

Aktüatörün tabanını monte etmek için bir braket kaynak yaptım ve bunu orta konsolda kullanılan çelik çerçevenin bir parçasına bağladım. Bu, stroku boyunca uzadıkça/geri çekilirken hafifçe dönmesine izin verdi.

Şanzıman koluna takmak için birkaç parça çelik yassı çubuk kestim ve yerinde tutmak için birkaç cıvata kullandım. Kolun etrafına sıkıca kenetlenmez, sadece onu tutar. Bu, hareket etmesine ve hareket ederken bağlanmamasına izin verir.

Aktüatörün konumunu belirlemek için Arduino'ma analog bir sinyal gönderecek kayan bir potansiyometre kullandım. Tencere için aktüatöre bazı düz çubuklardan özel bir montaj yaptım. Daha sonra, şanzıman kolu bağlantı braketi cıvatasının etrafındaki tencere kaydırıcısının tırnaklarını katladım. Çalışıyor ama bunu tencere kaydırıcısı için daha iyi bir ek olacak şekilde değiştirmeliyim.

Aktüatöre güç sağlamak için ileri ve geri gidebilen ve ayrıca bir mikro denetleyici aracılığıyla kontrol edilebilen bir motor sürücüsü kullandım. Dimension Engineering'den 2x32A Sabertooth Motor Sürücüsü kullandım ancak benzer çalışan herhangi bir şeyi kullanmaktan çekinmeyin. İlk kanal vites seçici aktüatörünü kontrol etmek için kullanılacak ve ikincisi fren aktüatörünü kontrol edecektir. Bu motor sürücüsünün kablolanması ve yapılandırılması basittir ve iyi belgelenmiştir. Pilin artı ve eksi uçlarını etiketlendiği şekilde bağlayın ve aktüatör kablolarını motor çıkışına 1 bağlayın. 0V'u Arduino'nuzun Topraklamasına ve S1 kablosunu bir dijital çıkış pinine bağlayın.

Not: Bu derlemede basit seri yapılandırmayı kullandım ve oldukça iyi çalışıyor gibi görünüyordu. Dimension Engineering ayrıca sürücüleriyle iletişimi süper basit hale getirmek için birkaç kitaplık oluşturdu. Ayrıca, hızlı bir şekilde çalışmaya başlamanız için bazı basit örnekler de var.

Test yapmak

Devre - Aktüatörü ileri ve geri hareket ettirmek için giriş olarak iki anlık düğme ile basit bir devre oluşturun. Biri aktüatörü uzatmak, diğeri aktüatörü geri çekmek için. Bu size aktüatörü vites konumlarına yerleştirme konusunda biraz kontrol sağlayacaktır.

Programlama - Aktüatörü ileri ve geri hareket ettirmek ve kayan potansiyometreden değeri çıkarmak için basit bir komut dosyası yazın. Komut dosyasını çalıştırırken, Park, Geri, Boş ve Sürüş vites konumları için potansiyometre değerlerini not edin. Aktüatörün tam kodda bu konumlara hareket ettiğini söylemek için bunlara ihtiyacınız olacak.

Dönüm noktası

Bu noktada sahip olmanız gereken;

1. aktüatör arabaya güvenli bir şekilde monte edilmiştir
2. vites seçici/aktüatör etrafındaki bağlantı
3. Aktüatör ve Arduino ile kablolu motor sürücüsü
4. Arduino üzerinden aktüatörün uzatılması/geri çekilmesinin kontrolü
5. aktüatörün uzatılmasını/geri çekilmesini kontrol etmek için test devresi
6. her vites konumu için potansiyometre değerlerini/konumlarını bilin

Not: Konumları öğrendikten sonra Arduino'nuzdaki vites seçici girişini test etmek için çok konumlu bir anahtar devresi de kullanabilirsiniz. Bu şekilde vites seçici kodunu doğrudan tamamlanmış çalışan araç kodu tabanına kopyalayabileceksiniz.

Adım 9: Sistem Bileşenleri - Frenler

Arabayı durdurmak oldukça önemlidir, bu yüzden bu kısmı doğru yaptığınızdan emin olmak istersiniz. Bir arabadaki frenler normalde ayağınız tarafından çalıştırılır ve gerektiğinde büyük miktarda kuvvet uygulayabilir. Bu yapıda, ayağı hareket ettirecek başka bir lineer aktüatör kullanıyoruz. Bu aktüatör yüksek miktarda kuvvete (~30kg) sahip olmalıydı, ancak yalnızca ~60mm kısa bir strok gerekiyordu. 100mm strok/70kg kuvvet aktüatörü stokta olduğu için alabildim.

Aktüatörü monte etmek için doğru yeri bulmak biraz zor oldu ama biraz deneme yanılma ile güvenli bir pozisyon buldum. Fren pedalı kolunun yan tarafına bir parça çelik yassı çubuk kaynak yaptım ve aktüatörün tepesinden bir cıvata çalıştırdığım bir delik açtım. Daha sonra aktüatörün diğer ucundaki pivot montaj braketini arabanın zemin planına kaynakladım.

Aktüatörün konumunu belirlerken, Arduino'ma analog bir sinyal gönderecek bir kayan potansiyometre (vites seçici aktüatörü ile aynı kurulum) kullandım. Tencere için aktüatöre bazı düz çubuklardan özel bir montaj yaptım. Ardından, aktüatörün ucuna monte ettiğim küçük bir düz çubuk tırnağın etrafına tencere kaydırıcısının tırnaklarını katladım.

Aktüatöre güç sağlamak için 2x32A Sabertooth Motor Sürücüsünün diğer kanalını kullandım. Her iki motoru da kontrol etmek için sadece bir kabloyu (S1) kullanmanız gerekir.

Not: Bu derlemede basit seri yapılandırmayı kullandım ve oldukça iyi çalışıyor gibi görünüyordu. Bu motor sürücüsü birden fazla şekilde yapılandırılabilir, bu nedenle tercih ettiğiniz yöntemi seçin.

Test yapmak

Konumlandırma - Aktüatörü doğrudan fren pedalına bağlamadan önce, frenleri uygulamak için pedalın ne kadar yol kat etmesi gerektiği hakkında bir fikir sahibi olmak isteyeceksiniz. Arabayı durdurmak için ayağımı frene bastırdım (durdurmak, tam fren yapmak değil). Ardından, bağlantı montajını kaynaklı fren ataşmanı ile hizalamak için aktüatörü hareket ettirdim. Potansiyometrenin çıkış değerini kaydettim, böylece maksimum fren basma pozisyonumu biliyordum.

Fren kapalı konumu için yukarıdaki ile aynı şeyi yaptım.

Devre - Aktüatörü ileri ve geri hareket ettirmek için giriş olarak iki anlık düğme ile basit bir devre oluşturun. Biri aktüatörü uzatmak, diğeri aktüatörü geri çekmek için. Bu size aktüatörü vites konumlarına yerleştirme konusunda biraz kontrol sağlayacaktır.

Programlama - Aktüatörü ileri ve geri hareket ettirmek ve kayan potansiyometreden değeri çıkarmak için basit bir komut dosyası yazın. Komut dosyasını çalıştırırken, Fren açık ve kapalı konumları için potansiyometre değerlerini not edin. Aktüatörün tam kodda bu konumlara hareket ettiğini söylemek için bunlara ihtiyacınız olacak.

Dönüm noktası

Bu noktada sahip olmanız gereken;

1. aktüatör arabaya güvenli bir şekilde monte edilmiştir
2. aktüatöre fren pedalı eki
3. Aktüatör ve Arduino ile kablolu motor sürücüsü
4. Arduino üzerinden aktüatörün uzatılması/geri çekilmesinin kontrolü
5. aktüatörün uzatılmasını/geri çekilmesini kontrol etmek için test devresi
6. fren kapalı ve açık konumları için potansiyometre değerlerini/konumlarını bilin

Not: Son kodda, çubuk pozisyonuna orantılı olarak frene ne kadar basınç uygulanacağını kontrol etmek için kanaldan RC kontrolörleri sinyalini kullanıyorum. Bu bana tamamen kapalıdan tamamen açık olana kadar bir aralık verdi.

Adım 10: Sistem Bileşenleri - Hızlandırıcı

Şimdi şu motorları çalıştıralım ve bunu yapmak için gaz pedalını bağlamamız gerekiyor. "Kablosuz" olmayan bir araba kullandığımızdan, aslında gaz kelebeği gövdesine bağlı bir kablo çekiyor olacağız. Gaz kelebeği gövdeleri normalde, gaz pedalı bırakıldığında kelebeği çok hızlı kapatan güçlü bir yaya sahiptir. Bu gücün üstesinden gelmek için kabloyu çekmek için yüksek torklu bir servo (~40kg/cm) kullandım.

Bu servoyu bir parça çelik yassı çubuğa cıvataladım ve orta konsolun yan tarafına bazı dik açılı parantezlerle monte ettim. Ayrıca arabada kullanılan stok kablosu çok kısa olduğu için daha uzun bir hızlandırıcı kablosu (2m) almam gerekiyordu. Bu aynı zamanda bana çok fazla zaman kazandıran çok daha fazla montaj seçeneği verdi.

Bu yüksek torklu servoların normalde normal akımdan daha fazla çektiğini unutmayın, bu nedenle uygun şekilde besleyebildiğinizden emin olun. Tam torkta çalışması için kolayca yeterli akımı veren 5V 5A ayarlı bir güç kaynağı kullandım. Servodan gelen sinyal kablosu daha sonra Arduino'nun dijital çıkışına geri beslendi.

Test yapmak

Programlama - Servoyu hızlandırıcı kapalı konumundan tamamen açık konuma döndürmek için basit bir komut dosyası yazın (eğer oyun oynuyorsanız). Hızlandırıcı hissini hızlı bir şekilde ayarlamama izin vermek için servonun sahip olacağı hareket miktarını sınırlayacak bir hızlandırıcı yapılandırma parametresi ekledim.

Dönüm noktası

Bu noktada sahip olmanız gereken;

1. servo güvenli bir şekilde monte edilmiş
2. gaz kelebeği gövdesinden servo kontrol koluna bağlı hızlandırıcı kablosu
3. servoya yeterli akım sağlamak için kablolanmış güç kaynağı
4. Arduino ile servo pozisyonunun kontrolü
5. hızlandırıcı kapalı ve tam açık için servo için bilinen konumlar

Not: Son kodda, gaz pedalına çubuk konumuna orantılı olarak ne kadar hareket uygulanacağını kontrol etmek için kanaldan RC kontrolörleri sinyalini kullanıyorum. Bu bana bir sınırlayıcı olarak hızlandırıcı yapılandırma parametresiyle tamamen kapalıdan tamamen açık olana kadar bir aralık verdi.

Adım 11: Sistem Bileşenleri - Direksiyon

Arabayı gitmek istediğimiz yere yönlendirebilmek oldukça önemli. Geçmişte (~2005 öncesi) yapılan çoğu araba, direksiyon simidini kullanıcı için çok hafif çevirmek için hidrolik direksiyon kullanıyordu. O zamandan beri, teknoloji ve otomotiv üreticilerinden emisyonları azaltmalarının istenmesi nedeniyle elektronik hidrolik direksiyon (EPS) sistemleri geliştirdiler. Bu sistemler, sürücüye tekerlekleri döndürmede yardımcı olmak için bir elektrik motoru ve bir tork sensörü kullanır. Hidrolik servo direksiyon pompasının çıkarılmasıyla, motora daha az yük biniyor ve bu da otomobilin daha düşük motor devirlerinde çalışmasına izin veriyor (emisyonları azaltıyor). EPS sistemleri hakkında daha fazla bilgiyi buradan okuyabilirsiniz.

Küçük arabamı yönlendirmek için kurulumda 2009 Nissan Micra'dan bir elektronik hidrolik direksiyon (EPS) sistemi kullandım. 165 dolara bir araba tamircisinden/hurdadan satın aldım. Bu EPS modülünü, bazı çelik yassı çubuklardan büktüğüm bir montaj parçası aracılığıyla mevcut direksiyon kolonu montaj cıvatalarına monte ettim.

EPS'yi direksiyon rafının kamasına bağlamak için ayrıca alt direksiyon mili milini (~ 65 $) satın almam gerekiyordu. Bunu arabama sığdırmak için Honda'dan kestiğim orijinal direksiyon kolonunun spline'ını bu mile kesip kaynaklayarak direksiyon kolonu milini değiştirdim.

EPS motorunu sola veya sağa çalıştırmak/kontrol etmek için Dimension Engineering'den 2x60A Sabertooth Motor Sürücü Kontrol Cihazı kullandım. Ben kanallardan sadece birini kullandım ama ~60A+ sürekli besleme yapabilen, ileri/geri yönde çalışan ve ayrıca mikrodenetleyici ile kontrol edilebilen bir motor sürücüsü kullandığınızdan emin olmanız gerekiyor.

Direksiyon açısının konumunu bilmek için özel bir direksiyon açısı konum sensörü tasarladım. Çoğu araba, tersine mühendislikten rahatsız olamadığım CAN veri yolu üzerinde çalışan dijital bir versiyon kullanır. Analog konum sensörüm için 2 çok turlu potansiyometre (5 tur), 3 triger kayışı kasnağı, bir triger kayışı ve bileşenleri monte etmek için bir alüminyum plaka kullandım. Her bir zamanlama dişlisi, dişlilerin serbestçe dönmesini önlemek için vidalar için ve daha sonra kaplarda ve EPS'de düz işlemeler için delikler açtım ve vidaladım. Bunlar daha sonra bir triger kayışı ile bağlandı. Direksiyon simidi ortalandığında, kaplar 2,5 turda olacaktır. Tam sol direksiyon kilidindeyken 0,5 turda ve tam sağ kilit 4,5 turda olur. Bu kaplar daha sonra Arduino'daki analog girişlere bağlandı.

Not: İki pot kullanmamın sebebi kayışın kayması veya kırılması durumunda potalar arasındaki farkları okuyabilmem ve hata verebilmemdi.

Test yapmak

Konumlandırma - EPS'yi aracın alt direksiyon kolonuna ve direksiyon rafına bağlamadan önce, EPS ve direksiyon açısı sensörünün bağlantısı kesilmiş kodunuzu test etmek en iyisidir.

Devre - EPS'yi sola veya sağa döndürmek için giriş olarak iki anlık düğme ile basit bir devre oluşturun. Biri EPS'yi sola, diğeri sağa döndürmek için. Bu size EPS'yi direksiyon konumlarına yerleştirme konusunda biraz kontrol sağlayacaktır.

Programlama - Direksiyon simidini ortada, solda ve sağda konumlandırmak için basit bir komut dosyası yazın. %70'in araba hareketsizken tekerlekleri döndürmek için fazlasıyla yeterli olduğunu bulduğum için motora verilen güç miktarını kontrol etmek isteyeceksiniz. EPS'ye güç dağıtımı, direksiyonu düzgün bir şekilde konumlandırmak için bir Hızlanma/Yavaşlama eğrisi de gerektirecektir.

Dönüm noktası

Bu noktada sahip olmanız gereken;

1. Güvenli bir şekilde monte edilmiş Elektronik Servo Direksiyon (EPS) sistemi
2. EPS'den direksiyon rafına sürmek için değiştirilmiş alt direksiyon kolonu
3. Arduino'ya direksiyon rafı açısı sağlayan direksiyon açısı konum sensörü
4. EPS ve Arduino ile kablolu motor sürücüsü
5. Arduino üzerinden EPS'nin dönüşünün kontrolü
6. EPS'nin dönüş yönünü kontrol etmek için test devresi
7. Arduino ile araba direksiyonunu tam sol kilit, orta ve tam sağ kilit konumlarına çevirin

Adım 12: Sistem Bileşenleri - Alıcı/Verici

Şimdi, şimdiye kadar yaptığınız tüm işleri birbirine bağlayan eğlenceli kısma gelelim. Uzaktan kumanda, komutlar şimdi alıcıya gönderileceği ve daha sonra işlem için Arduino'ya besleneceği için, sürüşün insan bileşenini kaldırmanın ilk aşamasıdır. Bu serinin ikinci aşamasında, nereye gittiğini kontrol etmek için insan ve RC verici/alıcıyı bir bilgisayar ve sensörlerle değiştireceğiz. Ama şimdilik RC verici ve alıcının nasıl kurulacağına geçelim.

Şu ana kadar arabanın içinde oluşturduğumuz bileşenleri kontrol etmek için RC alıcısının çıkış kanallarını Arduino'ya bağlamamız gerekiyor. Bu yapı için sadece 5 kanal (aynı kanalda Gaz ve Fren), direksiyon, vites seçici (3 konumlu anahtar), Ateşleme aşaması 1 (araba gücü/çalışması) ve Ateşleme aşaması 2 (araba marşı) kullandım. Bunların tümü, gerektiğinde PulseIn işlevi kullanılarak Arduino tarafından okundu.

Test yapmak

Programlama - Araç içindeki sistemlerinizi kontrol etmek için kullandığınız tüm alıcı kanallarını okumak için basit bir komut dosyası yazın. Tüm alıcı kanallarının doğru çalıştığını gördükten sonra daha önce oluşturduğunuz kodu alıcı kodu ile entegre etmeye başlayabilirsiniz. Başlamak için iyi bir yer Ateşleme Sistemidir. Ateşleme Sistemini kontrol etmek için kurduğunuz RC alıcı kanalları (IGN1/Run ve IGN2/Start) ile oluşturduğunuz test devresindeki anahtar ve butondan gelen girişleri okuyarak değiştirin.

Not: Turnigy 9x Vericiyi benim yaptığım gibi kullanırsanız, parçalarına ayırmak ve birkaç anahtarı hareket ettirmek isteyeceksiniz. IGN2/Start girişini kontrol etmek için anlık "Eğitimci" anahtarını "Gaz Tutma" geçiş anahtarıyla değiştirdim. Bunu, “Trainer” anahtarını yardımcı bir anahtar olarak programlayamadığınız için ancak “Gaz Tutma” anahtarı ile programlayabildiğiniz için yaptım. IGN2/Start girişi için anlık bir anahtara sahip olmak, marş motorunu yok etmememe izin verdi, çünkü bu yalnızca röleyi yüksekte kilitleyecekti.

Dönüm noktası

Bu noktada sahip olmanız gereken;

1. Arduino'ya bağlı tüm alıcı çıkışları
2. Arduino, her kanal için girişleri okuyabilir
3. Her kanal, her bir araba bileşenini (frenler, vites seçici vb.)

Adım 13: Nihai Program

Bu biraz size kalmış, ancak aşağıda arabanızı çalıştırıp çalıştırmanız için temel bir başlangıç noktası olarak size yardımcı olacak koduma bir bağlantı bulacaksınız.