RC -sähkökäyttöinen leluauto: 10 vaihetta (kuvilla)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-13 06:57

Kirjailija: Peter Tran 10ELT1

Tässä opetusohjelmassa kuvataan yksityiskohtaisesti kaukosäätimellä (RC) toimivan sähköisen leluauton teoria-, suunnittelu-, valmistus- ja testausprosessi HT12E/D IC -sirujen avulla. Opetusohjelmat esittävät yksityiskohtaisesti auton suunnittelun kolme vaihetta:

1. Ketjutettu kaapeli
2. Infrapunaohjaus
3. Radiotaajuuden ohjaus

Saatavilla on myös vianmääritysosa, joka ratkaisee mahdolliset yleiset ongelmat.

Tarvikkeet

Perusautosarja

1x linjanseuranta -robottipaketti (LK12070)

Ketjutettu kaapelivaihe

• 1x prototyyppinen leipälevy
• Breadboard Jumper -kaapelit
• HT12E IC -siru (kannalla)
• HT12E IC -siru (kannalla)
• 1x 1MΩ vastus
• 4x hetkellinen painikekytkin
• 1x 47kΩ vastus
• 4x LED
• Virtalähde

Infrapunavaihe

• 1x infrapunalähetin (ICSK054A)
• 1x infrapunavastaanotin (ICSK054A)

Radiolähetysvaihe

• 1x 433MHz RC -lähetin
• 1x 433 MHz RC -vastaanotin

Integrointi perusautosarjaan

• 2x prototyyppinen piirilevy
• 1x L298N -moottorin ohjain

Vaihe 1: HT12E/D -IC -sirun ymmärtäminen

HT12E- ja HT12E -IC -siruja käytetään yhdessä kauko -ohjainjärjestelmän sovelluksiin tietojen lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi radion kautta. Ne kykenevät koodaamaan 12 bittiä tietoa, joka koostuu 8 osoitebitistä ja 4 databitistä. Jokainen osoite ja datatulo voidaan ohjelmoida ulkoisesti tai syöttää sisään kytkimillä.

Oikean toiminnan varmistamiseksi on käytettävä paria HT12E/D -siruja, joilla on sama osoite/datamuoto. Dekooderi vastaanottaa RF -lähetysvälinettä käyttävän kantoaallon lähettämän sarjaosoitteen ja datan ja antaa ulostulon lähtötappeille datan käsittelyn jälkeen.

HT12E -nastan kokoonpanon kuvaus

Nastat 1-8: Osoita nastat 8 osoitebitin konfiguroimiseksi, mikä mahdollistaa 256 eri yhdistelmän.

Tappi 9: Maadoitustappi

Nastat 10-13: datanastat 4 databitin konfiguroimiseksi

Nasta 14: Lähetyksen sallintatappi, toimii kytkimenä tiedonsiirron mahdollistamiseksi

Nasta 15-16: Oskilloskoopin OUT/IN vastaavasti vaatii 1 M ohmin vastuksen

Nasta 17: Tiedonsiirtonasta, josta 12-bittiset tiedot tulevat ulos

Nasta 18: Virransyötön nasta

HT12D -nastan kokoonpanon kuvaus

Nastat 1-8: Osoittimien on vastattava HT12E: n kokoonpanoa

Tappi 9: Maadoitustappi

Nastat 10-13: datanastat

Nasta 14: Tiedonsiirtonasta

Nastat 15-16: Oskilloskoopin IN/OUT vastaavasti vaatii 47 k ohmin vastuksen

Nasta 17: Valid Transmission pin, toimii osoittimena, kun tietoja vastaanotetaan

Nasta 18: Virransyötön nasta

Miksi HT12E -anturia käytetään?

HT12E: tä käytetään laajalti kauko -ohjausjärjestelmissä sen luotettavuuden, käytettävyyden ja helppokäyttöisyyden vuoksi. Monet älypuhelimet kommunikoivat nyt Internetin välityksellä, mutta useimmissa älypuhelimissa on edelleen HT12E, jotta vältetään Internetin ruuhkautuminen. Vaikka HT12E käyttää osoitetta lähettääkseen lähetetyn datan, 256 mahdollista 8-bittistä yhdistelmää, sen turvallisuus on edelleen hyvin rajallinen. Kun signaalia lähetetään, lähettimen jäljittäminen on mahdotonta, jolloin signaalin osoite voidaan mahdollisesti arvailla kenellä tahansa. Tämä osoiterajoitus tekee HT12E: n käytöstä sopivan vain lyhyemmälle etäisyydelle. Lyhyemmällä etäisyydellä lähettäjä ja vastaanottaja voivat tarkastella toisiaan, kuten television kaukosäädin, kotiturva jne. Kaupallisissa tuotteissa jotkut kauko -ohjaimet voivat korvata toiset "universaalisina kauko -ohjaimina". Koska ne on suunniteltu lyhyemmälle etäisyydelle, monissa laitteissa on sama osoitetulo yksinkertaisuuden vuoksi.

Vaihe 2: Perusautosarjan rakentaminen

Tämän projektin perusautosarja on peräisin linjanseurantarobotista. Rakennus- ja valmistusvaiheet löytyvät seuraavasta linkistä:

Perusautosarja muutetaan lopulta RC -ohjattavaksi autoksi HT12E/D -IC -sirujen avulla.

Vaihe 3: Kaapelivaihe

1. Käytä leipälevyn prototyyppiä ja hyppyjohtojen prototyyppejä.
2. Asenna ja liitä osat leipälevyyn yllä olevan kaavion mukaisesti. Huomaa, että ainoa yhteys kahden IC: n välillä on HT12E: n nasta 17 ja HT12D: n nasta 14.
3. Testaa rakenne varmistamalla, että HT12D -laitteeseen kytketyt LED -valot syttyvät, kun niiden vastaavaa HT12E -kytkintä painetaan. Katso vianmääritysosasta apua yleisimpiin ongelmiin.

Sidotun kaapelin asennuksen edut

1. Luotettava ja vakaa, koska ulkoisten esineiden häiriövaaraa ei ole
2. Suhteellisen halpa
3. Asennus ja vianmääritys on yksinkertaista ja suoraviivaista
4. Ei ole altis muiden ulkoisten lähteiden johtopäätöksille

Sidotun kaapelin asennuksen haitat

1. Epäkäytännöllinen pitkän matkan tiedonsiirtoon
2. Kustannukset nousevat merkittävästi pitkän kantaman lähetyksellä
3. Vaikea siirtää tai sijoittaa eri paikkoihin
4. Käyttäjän on pysyttävä lähettimen ja vastaanottimen läheisyydessä
5. Vähentynyt joustavuus ja liikkuvuus käytössä

Vaihe 4: Infrapunavaihe

1. Irrota suora kytketty kaapeli HT12E: n nastasta 17, liitä infrapunalähettimen lähtötappi ja kytke lähetin virtalähteeseen.
2. Irrota suora kytketty kaapeli HT12 D: n nastasta 14, kytke infrapunavastaanottimen tulotappi ja kytke vastaanotin virtalähteeseen.
3. Testaa rakenne varmistamalla, että HT12D -laitteeseen kytketyt LED -valot syttyvät, kun niiden vastaavaa HT12E -kytkintä painetaan. Katso vianmääritysosasta apua yleisimpiin ongelmiin.

Infrapuna -lähetyksen edut

1. Turvallinen lyhyille matkoille näköyhteyden vuoksi
2. Infrapuna -anturi ei syövytä tai hapeta ajan myötä
3. Voidaan käyttää etänä
4. Lisää joustavuutta käytössä
5. Lisää liikkuvuutta käytössä

Infrapuna -lähetyksen haitat

1. Ei voi tunkeutua koviin/kiinteisiin esineisiin, kuten seiniin tai jopa sumuun
2. Suurella teholla infrapuna voi vahingoittaa silmiä
3. Vähemmän tehokas kuin suora kytketty lanka
4. Edellyttää erityistä taajuuden käyttöä, jotta vältetään ulkoisen lähteen aiheuttamat häiriöt
5. Edellyttää ulkoista virtalähdettä lähettimen käyttämiseen

Vaihe 5: Radiolähetysvaihe

1. Irrota infrapunalähetin virtalähteestä ja HT12E: n nastasta 17, liitä 433 MHz: n radiolähettimen ulostulonappi. Liitä myös lähetin maahan ja virtalähteeseen.
2. Irrota infrapunavastaanotin virtalähteestä ja HT12D: n nasta 14, liitä 433 MHz: n radiovastaanottimen datanastat. Liitä myös vastaanotin maahan ja virtalähteeseen.
3. Testaa rakenne varmistamalla, että HT12D -laitteeseen liitetyt LED -valot syttyvät, kun niiden vastaavaa HT12E -kytkintä painetaan. Katso vianmääritysosasta apua yleisimpiin ongelmiin.

Radiolähetyksen edut

1. Ei vaadi lähettimen ja vastaanottimen välistä näköyhteyttä
2. Ei ole altis kirkkaiden valonlähteiden aiheuttamille häiriöille
3. Helppo ja yksinkertainen käyttää
4. Voidaan käyttää etänä
5. Lisää joustavuutta

Radiolähetyksen haitat

1. Saattaa olla alttiita muiden radiolähetysjärjestelmien käyttäjien jakamiselle
2. Äärellinen määrä taajuuksia
3. Mahdolliset häiriöt muista radiolähetystoiminnan harjoittajista, esim. Radioasemat, hätäpalvelut, kuorma -autonkuljettajat

Vaihe 6: Prototyyppinen radiolähetin

1. Siirrä radiolähettimen osat prototyyppileipälevyltä prototyyppipiirilevyyn.
2. Juotos komponentit, viitaten vaiheen 3 kaavioon.
3. Käytä kiinteitä tinajohtoja kytkeäksesi piirin yhteen käyttämällä holkkijohtoja, joissa on päällekkäisyyksiä oikosulun estämiseksi.

Vaihe 7: Prototyyppinen radiovastaanotin

1. Siirrä radiovastaanottimen osat prototyyppileipälevyltä prototyyppipiirilevyyn.
2. Juotos komponentit, viitaten vaiheen 3 kaavioon.
3. Käytä kiinteitä tinajohtoja kytkeäksesi piirin yhteen käyttämällä holkkijohtoja, joissa on päällekkäisyyksiä oikosulun estämiseksi.

Vaihe 8: Prototyyppinen moottoriajuri

1. Juotospistokkeet portteihin: IN1-4 ja moottorit A-B helpottamaan säätöjä testauksen aikana yllä olevan kaavion mukaisesti.
2. Juotos naarasliitin negatiivisiin ja positiivisiin liittimiin yllä olevan kaavion mukaisesti.

Moottorin ohjain Moottorin ohjain toimii välittäjänä auton IC -sirujen, akkujen ja moottoreiden välillä. Se on välttämätön, koska HT12E -siru voi yleensä vain noin 0,1 ampeeria virtaa moottoriin, kun taas moottori vaatii useita vahvistimia toimiakseen onnistuneesti.

Vaihe 9: Integrointi perusautosarjan kanssa

Seuraavat vaiheet on muuttaa perusautosarja toimivaksi RC -autoksi.

1. Irrota auton akku virtapiiristä.
2. Juottaa hyppyjohtimen prototyyppikaapelit kuhunkin moottoriliitäntään ja liitä ne moottorin ohjaimeen vaiheen kahdeksan kaavion mukaisesti.
3. Juotos radiovastaanottimen ja moottoriajurin virtajohto nyt irrotettuun akkuun.
4. Kytke HT12D: n ulostulonapit (nastat 10-13) moottorin ohjaimen vastaaviin otsikoihin vaiheen kahdeksan kaavion mukaisesti.
5. Kytke radiolähettimeen virta kannettavalla USB -akulla.

Vaihe 10: Testaus ja vianmääritys

Testaus

1. Jokaisen rakennusvaiheen jälkeen HT12E: n tulon pitäisi herättää vastaus (eli joko LED -valot syttyvät tai moottorit pyörivät) HT12D: stä.

2. Auton ohjaaminen radiolähettimen ohjaimella:

   • Aja eteenpäin: pidä sekä vasenta että oikeaa moottoria eteenpäin
   • Aja taaksepäin: pidä sekä vasenta että oikeaa moottoria taaksepäin
   • Käänny vasemmalle: pidä oikeaa moottoria eteenpäin ja vasenta moottoria taaksepäin
   • Käännä oikealle: pidä vasenta moottoria eteenpäin ja oikeaa taaksepäin

3. Testattavia suorituskykyominaisuuksia ovat:

   • Nopeus
   • Radiolähettimen/vastaanottimen kantama
   • Vasteaika
   • Luotettavuus
   • Ketteryys
   • Kestävyys (akun kesto)
   • Kyky toimia erilaisissa maastoissa ja pintatyypeissä/olosuhteissa
   • Käyttölämpötilarajat
   • Kantavuuden raja
4. Jos vastausta ei tapahdu tai se on väärä, noudata seuraavia vianetsintäoppaita:

Ongelmien karttoittaminen

1. Moottorit pyörivät päinvastaiseen suuntaan kuin oli tarkoitus

   • Säädä järjestys, jossa prototyyppiset hyppyjohdot on kytketty moottorin ohjaimeen (kaikki nastat voidaan vaihtaa)
   • Piiri on oikosulussa: tarkista juotosliitokset ja hyppyjohtojen liitännät

2. Moottorit/piirit eivät käynnisty

   • Piirissä ei ehkä ole tarpeeksi jännitettä/virtaa käynnistymään
   • Tarkista puuttuva yhteys (mukaan lukien virta)

3. Lähetysvalo ei toimi

   • LEDit ovat polarisoituja, varmista, että ne ovat oikeassa suunnassa
   • LED voi olla palanut liian suuren virran/jännitteen vuoksi
   • Piirit eivät todellakaan vastaanota signaaleja, tarkista liitännät uudelleen
4. Radiolähetin/vastaanotin ei ole tarpeeksi vahva
   • Tarkista, käyttävätkö muut ihmiset tällä hetkellä myös radiolähettimiä/-vastaanottimia
   • Lisää lisäantenni (voi olla johto) yhteyden parantamiseksi
   • Suuntaa lähetin/vastaanotin toistensa yleiseen suuntaan, ne voivat olla huonolaatuisia