RC -drevet elektrisk legetøjsbil: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Af: Peter Tran 10ELT1

Denne vejledning beskriver teori, design, fremstilling og testproces for en fjernbetjening (RC) elektrisk elektrisk legetøjsbil ved hjælp af HT12E/D IC -chips. Tutorialerne beskriver de tre faser af bildesign:

1. Tilsluttet kabel
2. Infrarød kontrol
3. Radiofrekvenskontrol

En sektion til fejlfinding er også tilgængelig for at løse almindelige problemer, der kan opstå.

Forbrugsvarer

Base bilsæt

1x line efter robot -kit (LK12070)

Tilsluttet kabelfase

• 1x prototyping brødbræt
• Breadboard Jumper kabler
• HT12E IC -chip (med stik)
• HT12E IC -chip (med stik)
• 1x 1MΩ modstand
• 4x øjeblikkelig knapkontakt
• 1x 47kΩ modstand
• 4x LED
• Strømforsyning

Infrarød transmissionsfase

• 1x infrarød sender (ICSK054A)
• 1x infrarød modtager (ICSK054A)

Radio transmission fase

• 1x 433MHz RC -sender
• 1x 433MHZ RC -modtager

Integration i Base Car Kit

• 2x prototype printkort
• 1x L298N motor driver

Trin 1: Forståelse af HT12E/D IC -chippen

HT12E og HT12E IC -chips bruges sammen til fjernbetjeningssystemapplikationer til at overføre og modtage data via radio. De er i stand til at kode 12 bits information, som består af 8 adressebit og 4 databit. Hver adresse og dataindgang kan programmeres eksternt eller indføres ved hjælp af switches.

For korrekt drift skal der bruges et par HT12E/D -chips med samme adresse/dataformat. Dekoderen modtager den serielle adresse og data, transmitteret af en bærer ved hjælp af et RF -transmissionsmedium og giver output til output -benene efter behandling af dataene.

HT12E Pin -konfigurationsbeskrivelse

Pins 1-8: Adressestifter til konfiguration af de 8 adressebit, hvilket tillader 256 forskellige kombinationer.

Pin 9: Jordstift

Pins 10-13: Datastifter til konfiguration af de 4 databit

Pin 14: Transmit enable pin, fungerer som en switch for at tillade transmission af data

Pin 15-16: Oscilloskop henholdsvis OUT/IN, kræver 1M ohm modstand

Pin 17: Data output pin, hvor 12-bit informationen kommer ud

Pin 18: Power input pin

HT12D Pin -konfigurationsbeskrivelse

Pins 1-8: Adressestifter, skal matche konfigurationen af HT12E

Pin 9: Jordstift

Stifter 10-13: Datastifter

Pin 14: Data input pin

Pins 15-16: Oscilloskop henholdsvis IN/OUT, kræver 47k ohm modstand

Pin 17: Gyldig transmissionsnål, fungerer som indikator for, hvornår data modtages

Pin 18: Power input pin

Hvorfor bruges HT12E -encoderen?

HT12E bruges meget i fjernbetjeningssystemer på grund af dets pålidelighed, tilgængelighed og brugervenlighed. Mange smartphones kommunikerer nu via internettet, men de fleste smartphones har stadig en HT12E for at undgå overbelastning af internettet. Mens HT12E bruger adressen til at transmittere med de overførte data, med 256 mulige kombinationer af 8-bit, er dens sikkerhed stadig meget begrænset. Når et signal udsendes, er det umuligt at spore senderen, hvilket gør signaladressen potentielt gætterbar for nogen. Denne adressebegrænsning gør brugen af HT12E kun egnet på en kortere afstand. På en kortere afstand kan senderen og modtageren se hinanden, f.eks. Fjernsynets fjernbetjening, hjemmesikkerhed osv. I kommercielle produkter kan nogle fjernbetjeninger erstatte andre som en 'universel fjernbetjening'. Fordi de er designet til en kortere afstand, har mange enheder den samme adresseindgang for nemhed.

Trin 2: Konstruktion af grundbilsættet

Base Car Kit til dette projekt er fra et Line Following Robot Kit. Konstruktion og fremstillingstrin findes på følgende link:

Base Car Kit vil til sidst blive konverteret til at blive en RC -kontrolleret bil ved hjælp af HT12E/D IC Chips.

Trin 3: Tethered Cable Phase

1. Brug en prototyping brødbræt og prototyping jumper kabler.
2. Følg ovenstående skematisk diagram for at montere og forbinde komponenterne til brødbrættet. Bemærk, den eneste forbindelse mellem de to IC'er er pin 17 på HT12E til pin 14 på HT12D.
3. Test designet ved at sikre, at lysdioderne, der er tilsluttet HT12D, lyser, når der trykkes på deres respektive switch på HT12E. Se afsnittet Fejlfinding for at få hjælp til almindelige problemer.

Fordele ved en kabelbaseret opsætning

1. Pålidelig og stabil på grund af ingen risiko for eksterne genstande som interferens
2. Relativt billigt
3. Enkel og ligetil at konfigurere og fejlfinde
4. Ikke modtagelig for inferens fra andre eksterne kilder

Ulemper ved et opsat kabel

1. Upraktisk til dataoverførsel over lange afstande
2. Omkostningerne bliver betydeligt højere med en langtrækkende transmission
3. Vanskeligt at flytte eller flytte til forskellige steder
4. Operatøren skal forblive i nærheden af både sender og modtager
5. Nedsat fleksibilitet og mobilitet ved brug

Trin 4: Infrarød transmissionsfase

1. Afbryd det direkte bundne kabel fra pin 17 på HT12E, tilslut output -pin på en infrarød sender og tilslut senderen til strøm.
2. Afbryd det direkte bundne kabel fra pin 14 på HT12 D, tilslut input -pin på en infrarød modtager og tilslut receiveren til strøm.
3. Test designet ved at sikre, at lysdioderne, der er tilsluttet HT12D, lyser, når der trykkes på deres respektive switch på HT12E. Se afsnittet Fejlfinding for at få hjælp til almindelige problemer.

Fordele ved oprettelse af en infrarød transmission

1. Sikker til korte afstande på grund af kravet om transmission af synsfelt
2. Infrarød sensor korroderer eller oxiderer ikke over tid
3. Kan fjernbetjenes
4. Øget fleksibilitet i brug
5. Øget mobilitet ved brug

Ulemper ved opsætning af en infrarød transmission

1. Kan ikke trænge igennem hårde/solide genstande som vægge eller endda tåge
2. Infrarød ved høj effekt kan være skadelig for øjnene
3. Mindre effektiv end opsætning af direkte kabel
4. Kræver specifik brug af frekvens for at undgå interferens fra en ekstern kilde
5. Kræver ekstern strømkilde for at betjene senderen

Trin 5: Radiotransmissionsfase

1. Afbryd den infrarøde sender fra strømmen og pin 17 på HT12E, tilslut output -pin på 433MHz radiosenderen. Tilslut også senderen til jord og strøm.
2. Afbryd den infrarøde modtager fra strømmen og pin 14 på HT12D, tilslut datastifterne på 433MHz radiomodtageren. Tilslut også modtageren til jord og strøm.
3. Test designet ved at sikre, at lysdioderne, der er tilsluttet HT12D, lyser, når der trykkes på deres respektive switch på HT12E. Se afsnittet Fejlfinding for at få hjælp til almindelige problemer.

Fordele ved oprettelse af en radiotransmission

1. Kræver ikke sigtelinje mellem sender og modtager
2. Ikke modtagelig for interferens fra stærke lyskilder
3. Let og enkel at bruge
4. Kan fjernbetjenes
5. Øger fleksibiliteten

Ulemper ved opsætning af en radiotransmission

1. Kan være modtagelig for crossover fra nærliggende brugere af andre radiotransmissionssystemer
2. Endeligt antal frekvenser
3. Mulig interferens fra andre radioudsendere, f.eks.: radiostationer, beredskabstjenester, lastbilchauffører

Trin 6: Prototype radiosender

1. Overfør komponenterne til radiosenderen fra prototypebordet til et prototypet printkort.
2. Lodde komponenterne med henvisning til diagrammet fra trin tre.
3. Brug massive tinledninger til at forbinde kredsløbet sammen ved hjælp af ærmetråde, hvor der forekommer overlapninger for at forhindre kortslutning.

Trin 7: Prototype radiomodtager

1. Overfør komponenterne til radiomodtageren fra det prototypede brødbræt til et prototypende printkort.
2. Lodde komponenterne med henvisning til diagrammet fra trin tre.
3. Brug massive tinledninger til at forbinde kredsløbet sammen ved hjælp af ærmetråde, hvor der forekommer overlapninger for at forhindre kortslutning.

Trin 8: Prototype motor driver

1. Lodde hanstik til porte: IN1-4 og motorer A-B, for at muliggøre lette justeringer under testning, som vist i diagrammet ovenfor.
2. Lod en hunkontakt til de negative og positive terminaler i henhold til diagrammet ovenfor.

Hvad er en motordriver? En motorstyring fungerer som et mellemled mellem bilens IC -chips, batterier og motorer. Det er nødvendigt at have en, fordi HT12E -chippen normalt kun kan omkring 0,1 ampere strøm til motoren, hvorimod motoren kræver flere ampere for at fungere med succes.

Trin 9: Integration med basisbilsæt

Følgende trin er at konvertere Base Car Kit til en funktionel RC Car.

1. Afbryd bilens batteripakke fra kredsløbet.
2. Lodde prototype jumperkabler til hver motortilslutning, og tilslut dem til motordriveren i henhold til diagrammet i trin otte.
3. Lodde strømkablet til radiomodtageren og motordriveren til den nu frakoblede batteripakke.
4. Tilslut outputstifterne fra HT12D (ben 10-13) til de relevante overskrifter på motordriveren i henhold til diagrammet i trin otte.
5. Tænd for radiosenderen ved hjælp af en bærbar usb -batteripakke.

Trin 10: Test og fejlfinding

Test

1. Efter hver konstruktionsfase skal input til HT12E fremkalde et svar (dvs. enten lysdioder tænder eller motorer drejer) fra HT12D.

2. Sådan styrer du bilen ved hjælp af radiosenderens controller:

   • Kør fremad: Hold både venstre og højre motor fremad
   • Kør baglæns: Hold både venstre og højre motor bagud
   • Drej til venstre: hold højre motor fremad og venstre motor bagud
   • Drej til højre: hold venstre motor fremad og højre motor bagud

3. Specifikke egenskaber, der kan testes, er:

   • Hastighed
   • Område (for radiosender/modtager)
   • Responstid
   • Pålidelighed
   • Adræthed
   • Udholdenhed (batterilevetid)
   • Evne til at operere i forskellige terræn og overfladetype/forhold
   • Driftstemperaturgrænser
   • Bærende grænse
4. Hvis der ikke opstår et eller forkert svar, skal du følge fejlfindingsguiden herunder:

Fejlfinding

1. Motorer drejer den modsatte retning af det, der var tiltænkt

   • Juster den rækkefølge, som prototype -jumperkablerne er tilsluttet på motordriveren (alle ben kan skiftes rundt)
   • Kredsløbet kortslutter: Kontroller loddeforbindelser og jumperkabelforbindelser

2. Motorer/kredsløb tændes ikke

   • Kredsløbet har muligvis ikke nok spænding/strøm til at tænde
   • Kontroller, om der mangler en forbindelse (inklusive strøm)

3. Transmit -aktiveret lys fungerer ikke

   • Lysdioder er polariseret, sørg for at den er i den rigtige retning
   • Lysdioden kan have blæst på grund af for høj strøm/spænding
   • Kredsløbene modtager virkelig ikke signaler, tjek forbindelserne igen

4. Radiosender/modtager er ikke stærk nok

   • Kontroller, om andre mennesker også i øjeblikket bruger radiosendere/modtagere
   • Tilføj en ekstra antenne (kan være en ledning) for at øge forbindelsen
   • Ret senderen/modtageren i hinandens generelle retning, de kan være af lav kvalitet