Elektrické autíčko poháněné RC: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Autor: Peter Tran 10ELT1

Tento tutoriál podrobně popisuje teorii, design, výrobu a proces testování elektrického autíčka na dálkové ovládání (RC) pomocí IC čipů HT12E/D. Návody podrobně popisují tři fáze návrhu automobilu:

1. Upevněný kabel
2. Infračervené ovládání
3. Rádiofrekvenční ovládání

K dispozici je také sekce pro řešení potíží, která řeší běžné problémy, které mohou nastat.

Zásoby

Základní sada do auta

1x Robot Kit po LK12070

Fáze upoutaného kabelu

• 1x prototypovací Breadboard
• Propojovací kabely na prkénko
• Čip HT12E IC (s paticí)
• Čip HT12E IC (s paticí)
• 1x 1MΩ odpor
• 4x momentální tlačítkový spínač
• 1x odpor 47 kΩ
• 4x LED
• Zdroj napájení

Fáze infračerveného přenosu

• 1x infračervený vysílač (ICSK054A)
• 1x infračervený přijímač (ICSK054A)

Fáze rádiového přenosu

• 1x RC vysílač 433 MHz
• 1x RC přijímač 433MHZ

Integrace do základní sady do auta

• 2x Prototypová deska plošných spojů
• 1x Ovladač motoru L298N

Krok 1: Porozumění čipu HT12E/D IC

Čipy HT12E a HT12E IC se používají společně pro aplikace systému dálkového ovládání pro přenos a příjem dat prostřednictvím rádia. Jsou schopné kódovat 12 bitů informací, které se skládají z 8 adresových bitů a 4 datových bitů. Každá adresa a vstup dat je externě programovatelný nebo je přiváděn pomocí přepínačů.

Pro správnou funkci je nutné použít dvojici čipů HT12E/D se stejným formátem adresy/dat. Dekodér přijímá sériovou adresu a data, vysílaná nosnou pomocí přenosového média RF a po zpracování dat vydává výstup výstupním kolíkům.

Popis konfigurace kolíku HT12E

Piny 1-8: Piny adres pro konfiguraci 8 adresových bitů, což umožňuje 256 různých kombinací.

Kolík 9: Zemnící kolík

Piny 10-13: Datové piny pro konfiguraci 4 datových bitů

Pin 14: Pin pro povolení přenosu, funguje jako přepínač umožňující přenos dat

Pin 15-16: Osciloskop OUT/IN respektive vyžaduje 1M ohmový odpor

Pin 17: Pin pro výstup dat, kde vychází 12bitová informace

Kolík 18: Vstupní kolík napájení

Popis konfigurace kolíku HT12D

Piny 1-8: Piny adresy, musí odpovídat konfiguraci HT12E

Kolík 9: Zemnící kolík

Piny 10-13: Datové piny

Pin 14: Pin pro vstup dat

Piny 15-16: Osciloskop IN/OUT respektive vyžaduje odpor 47 kOhm

Pin 17: Platný přenosový pin, slouží jako indikátor pro příjem dat

Kolík 18: Vstupní kolík napájení

Proč se používá kodér HT12E?

HT12E je široce používán v systémech dálkového ovládání díky své spolehlivosti, dostupnosti a snadnému použití. Mnoho smartphonů nyní komunikuje přes internet, ale většina smartphonů stále obsahuje HT12E, aby se zabránilo přetížení internetu. Zatímco HT12E používá adresu k přenosu s přenášenými daty, s 256 možnými kombinacemi 8 bitů je zabezpečení stále velmi omezené. Když je signál vysílán, není možné vysílač dohledat, takže adresu signálu může kdokoli potenciálně uhodnout. Díky tomuto omezení adresy je použití HT12E vhodné pouze na kratší vzdálenost. Na kratší vzdálenost se vysílač a přijímač mohou navzájem sledovat, například dálkový ovladač TV, domácí zabezpečení atd. V komerčních produktech mohou některé dálkové ovladače nahradit jiné jako „univerzální dálkové ovládání“. Protože jsou navrženy na kratší vzdálenost, mnoho zařízení má pro jednoduchost stejný vstup adresy.

Krok 2: Sestavení základní sady do auta

Základní sada do auta pro tento projekt je ze sady robotů sledujících linii. Kroky konstrukce a výroby najdete v následujícím odkazu:

Základní sada do auta bude nakonec přeměněna na RC ovládané auto pomocí IC čipů HT12E/D.

Krok 3: Fáze připojeného kabelu

1. Použijte prototypovací prkénko a prototypovací propojovací kabely.
2. Při montáži a připojení komponent na prkénko postupujte podle výše uvedeného schématu. Všimněte si, že jediné spojení mezi těmito dvěma integrovanými obvody je pin 17 na HT12E na pin 14 na HT12D.
3. Otestujte design tím, že zajistíte, aby se LED diody připojené k HT12D rozsvítily po stisknutí příslušného spínače na HT12E. Pomoc s běžnými problémy najdete v části Řešení potíží.

Výhody nastavení upoutaného kabelu

1. Spolehlivý a stabilní bez rizika vnějších předmětů jako rušení
2. Relativně levné
3. Jednoduché a jednoduché nastavení a řešení potíží
4. Není náchylný k odvozování jinými externími zdroji

Nevýhody nastavení upoutaného kabelu

1. Nepraktické pro přenos dat na dlouhé vzdálenosti
2. Náklady se s dálkovým přenosem výrazně zvyšují
3. Obtížné přemístění nebo přemístění na jiná místa
4. Operátor je povinen zůstat v těsné blízkosti vysílače i přijímače
5. Snížená flexibilita a mobilita použití

Krok 4: Fáze infračerveného přenosu

1. Odpojte přímý upoutaný kabel od kolíku 17 HT12E, připojte výstupní kolík infračerveného vysílače a připojte vysílač k napájení.
2. Odpojte přímý upoutaný kabel od kolíku 14 na HT12 D, připojte vstupní kolík infračerveného přijímače a připojte přijímač k napájení.
3. Otestujte design tím, že zajistíte, aby se LED diody připojené k HT12D rozsvítily po stisknutí příslušného spínače na HT12E. Pomoc s běžnými problémy najdete v části Řešení potíží.

Výhody nastavení infračerveného přenosu

1. Bezpečné na krátké vzdálenosti díky požadavku přímého přenosu
2. Infračervený senzor v průběhu času nekoroduje ani neoxiduje
3. Lze dálkově ovládat
4. Vyšší flexibilita použití
5. Zvýšená mobilita použití

Nevýhody nastavení infračerveného přenosu

1. Nelze proniknout do tvrdých/pevných předmětů, jako jsou zdi, nebo dokonce do mlhy
2. Infračervené záření při vysokém výkonu může poškodit oči
3. Méně efektivní než nastavení přímého uvázaného drátu
4. Vyžaduje specifické použití frekvence, aby se zabránilo rušení z externího zdroje
5. K provozu vysílače je nutný externí zdroj energie

Krok 5: Fáze rádiového přenosu

1. Odpojte infračervený vysílač od napájení a kolíku 17 HT12E, připojte výstupní pin rádiového vysílače 433 MHz. Také připojte vysílač k zemi a napájení.
2. Odpojte infračervený přijímač od napájení a kolíku 14 HT12D, připojte datové piny rádiového přijímače 433 MHz. Také připojte přijímač k zemi a napájení.
3. Otestujte design tím, že zajistíte, aby se LED diody připojené k HT12D rozsvítily po stisknutí příslušného spínače na HT12E. Pomoc s běžnými problémy najdete v části Řešení potíží.

Výhody nastavení rádiového přenosu

1. Nevyžaduje přímou viditelnost mezi vysílačem a přijímačem
2. Není náchylný na rušení ze zdrojů jasného světla
3. Snadné a snadné použití
4. Lze dálkově ovládat
5. Zvyšuje flexibilitu

Nevýhody nastavení rádiového přenosu

1. Může být náchylný k přechodu od blízkých uživatelů jiných rádiových přenosových systémů
2. Konečný počet frekvencí
3. Možné rušení jinými rozhlasovými stanicemi, např.: rozhlasovými stanicemi, záchrannými službami, řidiči nákladních vozidel

Krok 6: Prototypový rádiový vysílač

1. Přeneste součásti pro rádiový vysílač z prototypovací desky na prototypovací desku plošných spojů.
2. Pájejte součásti s odkazem na diagram z kroku tři.
3. Pomocí pevných cínových vodičů spojte obvod dohromady, v místech, kde dochází k překrývání, použijte dutinky, aby nedošlo ke zkratu.

Krok 7: Prototypový rozhlasový přijímač

1. Přeneste součásti pro rádiový přijímač z prototypovacího prkénka na prototypovací desku plošných spojů.
2. Pájejte součásti s odkazem na diagram z kroku tři.
3. Pomocí pevných cínových vodičů spojte obvod dohromady, v místech, kde dochází k překrývání, použijte dutinky, aby nedošlo ke zkratu.

Krok 8: Prototypový ovladač motoru

1. Pájecí zásuvkové konektory k portům: IN1-4 a Motory A-B, aby bylo možné snadné nastavení během testování, podle výše uvedeného schématu.
2. Pájecí zásuvku zapojte na záporný a kladný pól podle výše uvedeného schématu.

Co je to ovladač motoru? Ovladač motoru funguje jako prostředník mezi čipy, bateriemi a motory automobilu. Je nutné ho mít, protože čip HT12E může do motoru obvykle proudovat jen asi 0,1 A, zatímco motor k úspěšnému provozu vyžaduje několik zesilovačů.

Krok 9: Integrace se základní sadou do auta

Následující kroky mají převést základní automobilovou soupravu na funkční RC auto.

1. Odpojte autobaterii od obvodu.
2. Ke každému připojení motoru připájejte prototyp propojovacích kabelů a připojte je k ovladači motoru podle schématu v kroku osm.
3. Napájecí kabel rádiového přijímače a ovladače motoru připájejte k nyní odpojenému akumulátoru.
4. Připojte výstupní piny z HT12D (piny 10-13) k příslušným záhlavím na ovladači moteru podle schématu v kroku osm.
5. Napájejte rádiový vysílač pomocí přenosného USB akumulátoru.

Krok 10: Testování a odstraňování problémů

Testování

1. Po každé fázi výstavby by měl vstup do HT12E vyvolat odezvu (tj. Buď se rozsvítí diody LED nebo se roztočí motory) z HT12D.

2. Chcete -li ovládat vůz pomocí ovladače rádiového vysílače:

   • Jízda vpřed: držte levý i pravý motor vpřed
   • Jízda vzad: podržte levý i pravý motor dozadu
   • Otočte doleva: podržte pravý motor vpřed a levý motor dozadu
   • Odbočte doprava: podržte levý motor dopředu a pravý motor dozadu

3. Specifické výkonnostní charakteristiky, které lze testovat, jsou:

   • Rychlost
   • Dosah (rádiového vysílače/přijímače)
   • Doba odezvy
   • Spolehlivost
   • hbitost
   • Výdrž (výdrž baterie)
   • Schopnost pracovat v různém typu terénu/povrchu/podmínkách
   • Meze provozní teploty
   • Mezní zatížení
4. Pokud nedojde k žádné nebo nesprávné reakci, postupujte podle níže uvedeného průvodce řešením problémů:

Odstraňování problémů

1. Motory se točí opačným směrem, než bylo zamýšleno

   • Upravte pořadí, ve kterém jsou prototypové propojovací kabely připojeny k ovladači motoru (všechny piny lze přepínat)
   • Obvod je zkratován: zkontrolujte pájené spoje a připojení propojovacích kabelů

2. Motory/obvody se nezapínají

   • Obvod nemusí mít dostatečné napětí/proud k zapnutí
   • Zkontrolujte, zda chybí připojení (včetně napájení)

3. Přenosové světlo nefunguje

   • LED diody jsou polarizované, ujistěte se, že jsou ve správné orientaci
   • LED dioda může prasknout kvůli příliš vysokému proudu/napětí
   • Obvody skutečně nepřijímají signály, zkontrolujte připojení znovu

4. Rádiový vysílač/přijímač není dostatečně silný

   • Zkontrolujte, zda v současné době také rádiové vysílače/přijímače nepoužívají další lidé
   • Pro zvýšení připojení přidejte další anténu (může být drát)
   • Namiřte vysílač/přijímač na sebe navzájem, mohou mít nízkou kvalitu