מכונית צעצוע חשמלית המופעלת באמצעות RC: 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

מאת: פיטר טראן 10ELT1

הדרכה זו מפרטת את תהליך התיאוריה, העיצוב, הייצור והבדיקה של מכונית צעצוע חשמלית המופעלת באמצעות שלט רחוק באמצעות שבבי ה- HT12E/D IC. ההדרכות מפרטות את שלושת השלבים של עיצוב הרכב:

1. כבל מחובר
2. שליטה באינפרא אדום
3. בקרת תדר רדיו

קיים גם חלק לפתרון בעיות לפתרון בעיות נפוצות שעלולות להתעורר.

אספקה

ערכת בסיס לרכב

ערכת רובוט עוקבת אחת (LK12070)

שלב כבל קשור

• 1x לוח אב טיפוס
• כבלי מגשר ללוח לחם
• שבב IC12 HT12E (עם שקע)
• שבב IC12 HT12E (עם שקע)
• 1x 1MΩ התנגדות
• 4x מתג לחצן רגעי
• נגד 47kΩ 1x
• 4x LED
• ספק כוח

שלב העברת אינפרא אדום

• 1x אינפרא אדום משדר (ICSK054A)
• 1x מקלט אינפרא אדום (ICSK054A)

שלב שידור רדיו

• 1x משדר RC 433MHz
• מקלט RC 433MHZ

שילוב בערכת הרכב הבסיסית

• 2x לוח אב טיפוס PCB
• 1x נהג מנוע L298N

שלב 1: הבנת שבב ה- IC HT12E/D

שבבי HT12E ו- HT12E IC משמשים יחד ליישומי מערכת שלט רחוק, לשדר ולקבל נתונים באמצעות רדיו. הם מסוגלים לקודד 12 סיביות מידע המורכבות מ -8 סיביות כתובת ו -4 סיביות נתונים. כל כתובת וכל קלט נתונים ניתנים לתכנות חיצונית או מוזנים באמצעות מתגים.

לצורך פעולה תקינה, יש להשתמש בצמד שבבי HT12E/D עם אותה כתובת/פורמט נתונים. המפענח מקבל את הכתובת והנתונים הטוריים, המועברים על ידי ספק באמצעות אמצעי שידור RF ונותן פלט לסיכות הפלט לאחר עיבוד הנתונים.

תיאור תצורת סיכה HT12E

פינים 1-8: סיכות כתובת להגדרת 8 סיביות הכתובת, המאפשרות 256 שילובים שונים.

סיכה 9: סיכה טחונה

פינים 10-13: סיכות נתונים להגדרת 4 סיביות הנתונים

סיכה 14: סיכה לאפשר שידור, משמשת כמתג לאפשר העברת נתונים

פין 15-16: אוסצילוסקופ OUT/IN בהתאמה, דורש נגד 1M אוהם

פין 17: סיכת פלט נתונים שבה המידע של 12 סיביות יוצא

פין 18: סיכת כניסה לחשמל

תיאור תצורת סיכת HT12D

סיכות 1-8: סיכות כתובת, צריכות להתאים את התצורה של HT12E

סיכה 9: סיכה טחונה

סיכות 10-13: סיכות נתונים

פין 14: סיכת קלט נתונים

סיכות 15-16: אוסצילוסקופ IN/OUT בהתאמה, דורש נגד 47k אוהם

סיכה 17: סיכת שידור תקפה, משמשת אינדיקטור בעת קבלת נתונים

פין 18: סיכת כניסה לחשמל

מדוע משתמשים במקודד HT12E?

HT12E נמצא בשימוש נרחב במערכות שלט רחוק, בשל האמינות, הזמינות וקלות השימוש בו. סמארטפונים רבים מתקשרים כעת דרך האינטרנט, אך רוב הסמארטפונים עדיין כוללים HT12E כדי למנוע עומס באינטרנט. בעוד HT12E משתמש בכתובת לשדר עם הנתונים המועברים, עם 256 שילובים אפשריים של 8 סיביות, האבטחה שלה עדיין מוגבלת מאוד. כאשר משדרים אות, אי אפשר לעקוב אחר המשדר, מה שהופך את כתובת האות לאפשר ניחוש של מישהו. מגבלת כתובות זו הופכת את השימוש ב- HT12E למתאים רק למרחק קצר יותר. במרחק קצר יותר, השולח והמקלט יכולים לצפות זה בזה, כמו שלט הטלוויזיה, אבטחת בית וכו '. במוצרים מסחריים, כמה שלטים יכולים להחליף אחרים כ'שלט אוניברסלי'. מכיוון שהם מיועדים למרחק קצר יותר, למכשירים רבים יש אותה כתובת כתובת לפשטות.

שלב 2: בניית ערכת הרכב הבסיסית

ערכת בסיס הבסיס לפרויקט זה היא מתוך ערכת רובוטים של Line Following. ניתן למצוא שלבי בנייה וייצור בקישור הבא:

ערכת בסיס הבסיס תומר בסופו של דבר להפוך למכונית מבוקרת RC, באמצעות שבבי ה- IC HT12E/D.

שלב 3: שלב כבל קשור

1. השתמש בלוח אב טיפוס ובכבלים מגשרים של אב טיפוס.
2. עקוב אחר התרשים הסכימטי לעיל כדי להרכיב ולחבר את הרכיבים ללוח הלחם. שים לב, החיבור היחיד בין שני ה- IC הוא סיכה 17 ב- HT12E לסיכה 14 ב- HT12D.
3. בדוק את העיצוב על ידי הבטחת נוריות המחוברות ל- HT12D נדלקות כאשר לוחצים על המתג המתאים שלהן על HT12E. עיין בסעיף פתרון בעיות לקבלת סיוע בבעיות נפוצות.

היתרונות של התקנת כבלים קשורים

1. אמין ויציב מכיוון שאין סיכון לחפצים חיצוניים כהפרעה
2. יחסית זול
3. פשוט ופשוט להגדיר ולפתור בעיות
4. לא רגיש להסקת גורמים חיצוניים אחרים

חסרונות של כבל קשור

1. לא מעשי להעברת נתונים למרחקים ארוכים
2. העלות הופכת גבוהה יותר באופן משמעותי עם תיבת הילוכים לטווח ארוך
3. קשה להעביר או למקם מחדש למיקומים שונים
4. המפעיל נדרש להישאר בקרבת משדר ומקלט כאחד
5. גמישות מופחתת וניידות שימוש

שלב 4: שלב שידור אינפרא אדום

1. נתק את הכבל המחובר הישיר מהפין 17 של ה- HT12E, חבר את פין הפלט של משדר אינפרא אדום וחבר את המשדר לחשמל.
2. נתק את הכבל המחובר ישירות מהפין 14 של ה- HT12 D, חבר את פין הקלט של מקלט אינפרא אדום וחבר את המקלט לחשמל.
3. בדוק את העיצוב על ידי הבטחת נוריות המחוברות ל- HT12D נדלקות כאשר לוחצים על המתג המתאים שלהן על HT12E. עיין בסעיף פתרון בעיות לקבלת סיוע בבעיות נפוצות.

היתרונות של הגדרת שידור אינפרא אדום

1. מאובטח למרחקים קצרים בשל הדרישה לשידור קו ראייה
2. חיישן אינפרא אדום אינו מתכלה או מתחמצן לאורך זמן
3. ניתן לתפעול מרחוק
4. גמישות שימוש מוגברת
5. ניידות מוגברת של שימוש

חסרונות של שידור אינפרא אדום

1. לא יכול לחדור לחפצים קשים/מוצקים כגון קירות, או אפילו ערפל
2. אינפרא אדום בעוצמה גבוהה יכול להזיק לעיניים
3. פחות יעיל מאשר התקנת חוט קשור ישיר
4. דורש שימוש ספציפי בתדר כדי למנוע הפרעות ממקור חיצוני
5. דורש מקור מתח חיצוני להפעלת המשדר

שלב 5: שלב שידור רדיו

1. נתק את משדר האינפרא אדום מהחשמל וסיכה 17 של HT12E, חבר את פין הפלט של משדר הרדיו 433MHz. כמו כן, חבר את המשדר לאדמה ולחשמל.
2. נתק את מקלט האינפרא אדום מהחשמל וסיכה 14 של HT12D, חבר את פיני הנתונים של מקלט הרדיו 433MHz. כמו כן, חבר את המקלט לאדמה ולחשמל.
3. בדוק את העיצוב על ידי הבטחת נוריות המחוברות ל- HT12D נדלקות כאשר לוחצים על המתג המתאים שלהן על HT12E. עיין בסעיף פתרון בעיות לקבלת סיוע בבעיות נפוצות.

היתרונות של הגדרת שידור רדיו

1. אינו דורש קו ראייה בין משדר למקלט
2. לא רגיש להפרעות ממקורות אור בהירים
3. קל ופשוט לשימוש
4. ניתן לתפעול מרחוק
5. מגביר את הגמישות

חסרונות הגדרת שידור רדיו

1. עשוי להיות חשוף להצלבה ממשתמשים קרובים של מערכות שידור רדיו אחרות
2. מספר תדרים סופי
3. התערבות אפשרית משדרני רדיו אחרים, למשל: תחנות רדיו, שירותי חירום, נהגי משאיות

שלב 6: משדר רדיו אב טיפוס

1. העבר את הרכיבים של משדר הרדיו מלוח הלחם של אב טיפוס ללוח PCB.
2. הלחם את הרכיבים, תוך התייחסות לתרשים משלב שלישי.
3. השתמש בחוטי פח מוצקים כדי לחבר את המעגל יחד, באמצעות חוטי שרוולים שבהם מתרחשות חפיפות כדי למנוע קצר.

שלב 7: מקלט רדיו אב טיפוס

1. העבר את הרכיבים למקלט הרדיו מלוח הלחם של אב הטיפוס לאלקטרוניקה של אב טיפוס.
2. הלחם את הרכיבים, תוך התייחסות לתרשים משלב שלישי.
3. השתמש בחוטי פח מוצקים כדי לחבר את המעגל יחד, באמצעות חוטי שרוולים שבהם מתרחשות חפיפות כדי למנוע קצר.

שלב 8: נהג מוטורי אב טיפוס

1. שקעי זכר הלחמה ליציאות: IN1-4 ומנועים A-B, על מנת לאפשר התאמות קלות במהלך הבדיקה, בהתאם לתרשים לעיל.
2. הלחמה שקע נקבה למסופים השליליים והחיוביים, לפי התרשים לעיל.

מהו נהג מנוע? בקר מנוע משמש כמתווך בין שבבי ה- IC של המכונית, הסוללות והמנועים. יש צורך ברכישת אחת מכיוון ששבב HT12E יכול בדרך כלל כ -0.1 אמפר בלבד של זרם למנוע, ואילו המנוע דורש מספר אמפר כדי לפעול בהצלחה.

שלב 9: שילוב עם ערכת רכב בסיס

השלבים הבאים הם המרת ערכת הרכב הבסיסית למכונית RC פונקציונלית.

1. נתק את מארז הסוללות של המכונית מהמעגל.
2. הלחמו אב -טיפוס של כבלי מגשר לכל חיבור מנוע, וחברו אותם לנהג המנוע לפי התרשים בשלב שמונה.
3. הלחם את כבל החשמל למקלט הרדיו ולנהג המנוע לחבילת הסוללות המנותקת כעת.
4. חבר את סיכות הפלט מה- HT12D (סיכות 10-13) לכותרות הרלוונטיות במנהג המנוע לפי התרשים בשלב שמונה.
5. הפעל את משדר הרדיו באמצעות סוללת USB ניידת.

שלב 10: בדיקה ופתרון בעיות

בדיקה

1. לאחר כל שלב בנייה, קלט ל- HT12E אמור לעורר תגובה (כלומר, נוריות נדלקות או מנועים מסתובבים) מה- HT12D.

2. לשליטה במכונית באמצעות בקר משדר הרדיו:

   • סע קדימה: החזק את המנוע השמאלי והימני קדימה
   • סע לאחור: החזק את המנוע השמאלי והימני לאחור
   • פנה שמאלה: החזק את המנוע הימני קדימה ואת המנוע השמאלי אחורה
   • פנה ימינה: החזק את המנוע השמאלי קדימה ואת המנוע הימני אחורה

3. מאפייני ביצועים ספציפיים הניתנים לבדיקה הם:

   • מְהִירוּת
   • טווח (של משדר/מקלט רדיו)
   • זמן תגובה
   • מהימנות
   • זְרִיזוּת
   • סיבולת (חיי סוללה)
   • יכולת תפעול בשטח/תנאי שטח/תנאים שונים
   • מגבלות טמפרטורת הפעלה
   • גבול נשיאה
4. אם לא תתרחש תגובה או שגויה, פעל לפי המדריך לפתרון בעיות להלן:

פתרון תקלות

1. המנועים סובבים את הכיוון ההפוך ממה שנועד

   • התאם את סדר חיבורם של כבלי המגשר של אב הטיפוס במנהג המנוע (ניתן להחליף את כל הפינים)
   • המעגל קצר: בדוק את חיבורי הלחמה וחיבורי כבל המגשר

2. מנועים/מעגלים אינם מופעלים

   • ייתכן שלמעגל אין מספיק מתח/זרם להפעלה
   • בדוק אם קיים חיבור חסר (כולל חשמל)

3. אור מופעל שידור אינו פועל

   • נוריות LED מקוטבות, וודא שהוא בכיוון הנכון
   • הנורית עשויה להתפוצץ עקב זרם/מתח גבוה מדי
   • המעגלים באמת אינם מקבלים אותות, בדוק שוב את החיבורים

4. משדר/מקלט רדיו אינו חזק מספיק

   • בדוק אם אנשים אחרים משתמשים כעת גם במשדרי/מקלטי הרדיו
   • הוסף אנטנה נוספת (יכולה להיות חוט) כדי להגביר את החיבור
   • כוון את המשדר/המקלט בכיוון הכללי זה לזה, הם עשויים להיות באיכות נמוכה