Elektrický skateboard citlivý na tlak: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Tento instruktážní dokument byl vytvořen v rámci splnění projektového požadavku Makecourse na University of South Florida (www.makecourse.com). Následující instrukce vysvětlí proces sestavení elektrického skateboardu, který jako regulátor rychlosti používá podložku citlivou na tlak. Podložka funguje společně s deskou Arduino Uno a také elektromotorem a esc (elektronický regulátor otáček).

V příloze je video, které dává přehled o celém projektu.

Krok 1: Seznam dílů

K sestavení této desky budete potřebovat následující položky.

1. Kompletní skateboard s palubou, kamiony, koly a ložisky.

2. Deska mikrořadiče Arduino. Použil jsem desku Uno, kterou najdete zde.

3. Obvod nepájivého pole. Poloviční velikost je pro tuto aplikaci více než dostačující.

4. Velostat, polovodivý plech, který bude použit pro tlakovou podložku, lze zakoupit zde.

5. Bezkartáčový elektromotor. V závislosti na svém rozpočtu a preferencích rychlosti můžete použít různé kv motory. V mé konstrukci jsem použil motor 280 kv, který najdete zde.

6. Elektronický regulátor rychlosti (esc) pro rádiem ovládaná vozidla. Ujistěte se, že si koupíte esc s vyšším proudem, než vyžaduje motor. Šel jsem s tímto ovladačem.

7. Baterie, použil jsem čtyři 3s Li-po baterie, aby se vešly do mého rozpočtu, můžete použít vámi preferované typy baterií, pokud jsou kompatibilní s vaším esc a vydají dostatek proudu na napájení vašeho motoru. To jsou baterie, které jsou použity v této sestavě.

8. Konektory Male Bullet pro připojení baterie. Zde najdete balíček, který má zástrčku i zástrčku.

9. Ozubená kola/řemenice pro hnací ústrojí. Moje konstrukce používala 14 zubů malý převod a 36 zubů velký převod. Soubory součásti Solidworks jsou připojeny níže.

10. Ozubený řemen.

11. Krabice pro uložení elektroniky. Může to být váš vlastní design, nebo můžete tento případ poměrně snadno upravit.

Krok 2: Montáž tlakového snímače Velostat

Velostat je elektricky vodivý materiál, který se prodává jako obalový materiál. Má jedinečnou vlastnost, díky které je použitelný jako snímač tlaku, který se mění elektrický odpor v závislosti na množství tlaku, který je na něj vyvíjen. Abyste mohli využít této vlastnosti, musíte přes ni protékat elektrický proud.

Chcete -li zahájit montáž senzoru, budete muset odříznout kus svého velostatu na požadovanou velikost a tvar. Mějte na paměti, že toto bude umístěno na skateboardu, kde sedí vaše přední noha, takže svou velikost založte na desce, kterou používáte.

Odřízněte dva kusy vodivé fólie na velikost o něco menší než velostat. Hliníková fólie pro domácnost s prací na to.

Dále budete muset odříznout a odizolovat kabeláž senzoru. Pomocí 18–20 měřicího drátu odizolujte asi dva až tři palce izolace na konci dvou vodičů.

Připojte každý vodič k jednomu z vašich fóliových listů a poté položte každý list na opačné strany podložky Velostat.

Nyní máte smontovaný dokončený snímač tlaku.

Krok 3: Zapojení obvodu Arduino

Jakmile je váš snímač tlaku sestaven, budete jej muset připojit k desce Arduino Uno. Viz výše uvedená fotografie jako schéma zapojení.

Připájejte vodiče od senzoru k propojovacím vodičům pro Arduino. Ty budou použity jako vaše pozitivní a negativní potenciální zákazníky.

Připojte 5V výstup na analogové straně Arduina k kladnému proužku na prkénku a připojte kladný vodič (červený vodič vlevo od obrázku) ke kladnému kanálu na prkénku.

Připojte záporný vodič (modrý vodič vlevo od obrázku) k prkénku a poté spusťte odpor 120 Ohm z mínusu na prkénku do jiné části prkénka. To bude sloužit jako dělič napětí, takže můžete odebírat výstupní napětí ze snímače a přeměnit ho na použitelná data v Arduinu.

Připojte odpor k zemi prkénka a uzemněte prkénko k Arduinu.

Připojte kabel k prkénku na pásku, který obsahuje váš záporný vodič a odpor pro dělič napětí. Ujistěte se, že je připojen na opačnou stranu odporu než záporný vodič. Zapojte tento vodič do analogového vstupu na desce Arduino. Zde Arduino obdrží signál, že se změní na reakci plynu.

Nakonec propojte propojky na kladné a záporné proužky (oranžové a zelené vodiče ve schématu) prkénka spolu s dalším propojkou, která se připojuje k Arduinu. Nezapomeňte připojit tento poslední propojovací kabel k digitálnímu pinu označenému jako pin PWM. To budou vstupy napájení a signálu do vašeho esc.

Krok 4: Programování Arduina

Pomocí Arduino IDE vytvořte skicu, která převezme signál pro váš senzor a namapuje jej na reakci plynu. Budete muset zahrnout knihovnu Servo dodávanou s IDE. Obrázky výše ukazují můj náčrt a já jsem připojil soubor programu níže.

Přečtěte si komentované řádky, abyste získali jasnější popis náčrtu.

Krok 5: Sestavení napájecího a řídicího obvodu motoru

V závislosti na bateriích, které jste si zakoupili pro svou sestavu, se tento krok může mírně lišit.

Moje sestava vyžadovala 4 baterie běžící souběžně, aby bylo dosaženo potřebného proudu.

Chcete -li připojit baterie k ESC, budete muset k ESC pájet připojení baterií. Pomocí vodiče 10 gage připájejte vodič pro každou baterii ke kladným a záporným vodičům ESC. Ujistěte se, že necháte dostatek drátu, aby se dostal k vašim bateriím, takže než začnete tento krok, zvažte umístění baterií.

Dále připájejte každý kladný a záporný vodič k zástrčkovému konektoru. Vezměte v úvahu, ke které baterii budete tyto zástrčky připojovat, aby bylo vaše zapojení jednoduché a čisté.

Připojte výstupní stranu signálu ESC k bezkartáčovému motoru.

Připojte malé signální vodiče z ESC k propojkám na desce od konce předchozího kroku.

Krok 6: Montáž sestavy motoru

Motor bude mít z výroby montážní bod, ale k připevnění k desce budete muset vyrobit držák. Použil jsem tenký kus plechu, nastříhaný a ohnutý na míru.

Srovnejte motor tam, kde byste ho chtěli namontovat na držák, a vyvrtejte otvory. Připojte motor k držáku.

Budete chtít připojit rozvodové řemeny k motoru a ke kolu řidiče, abyste mohli motor namontovat s uvažovaným napnutím řemene.

Připojte řemen k motoru a zarovnejte jej tam, kde je třeba namontovat držák. Vyvrtejte otvory pro držák motoru do desky a přišroubujte držák motoru k desce.

Krok 7: Konečné shromáždění rady

Vezměte si pouzdro na elektroniku a vyvrtejte před ním otvor o průměru asi palec, aby byl dostatečně velký, aby se do něj vešly zástrčky baterie.

Budete muset určit umístění skříně elektroniky a do spodní části vyvrtat montážní otvory. Vyvrtejte otvory tak, aby odpovídaly montážním otvorům na skříni, do skateboardu a přišroubujte pouzdro k palubě. Ujistěte se, že je připevněn spodní částí skříně k desce pro snadný přístup k elektronice.

Vložte baterie a ESC na místo v krabici a veďte vodiče z otvoru v přední části. Zapojte 9V adaptér do Arduina a připojte baterie k ESC. Připojte ESC k propojkám na desce a zapojte motor.

ESC v seznamu dílů je předprogramován a bude fungovat okamžitě, ale ne všechny ovladače budou a možná budete muset vidět pokyny pro váš ovladač, abyste jej naprogramovali.