משדר RC מבוסס Arduino מודפס בתלת -ממד: 25 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

פרויקט זה יראה לכם כיצד עשיתי בעיצוב ובניית משדר RC מבוסס Arduino.

המטרה שלי לפרויקט זה הייתה לעצב משדר RC להדפסה תלת -ממדית שבו אוכל להשתמש כדי לשלוט בפרויקטים אחרים של Arduino. רציתי שהבקר יהיה קבוע ככל האפשר, אבל רציתי גם את היכולת לפרק אותו ולעצב מחדש חלקים ממנו. פרויקט זה הוא תוצאה של כמה שבועות של עבודה קשה.

אספקה

כדי לבנות בקר זה, תזדקק ל:

• ג'ויסטיק אנלוגי x2
• פוטנציומטר אנלוגי x2
• מסך בגודל 128x32 אינץ 'בגודל 0.91 אינץ' x1
• Arduino Nano x1
• מודול NRF24L01 עם אנטנה x1
• 3 cm x 7 cm perfboard x1
• סוללת ליתיום 3.7 v BRC 18650 x2
• מארז סוללות 2 תאים 18650 x1
• AMS1117 3.3 מתח מתח x1
• מתג 3 מצבים x1
• מתג 2 מצבים x2

פריטים נוספים:

• חוט סטנדרטי 22 מד סטנדרטי
• חוט ליבה מוצק רב צבעוני 22 מד
• כותרות זכר + נקבה
• ברגים ואומים ראש מחבת m3 (אורך מגוון)
• ברגים ואומים עם ראש מחבת (אורך מגוון)
• m2 סטנדים (אורך מגוון)

• גישה ל:

  • מדפסת תלת מימד
  • מלחם

שלב 1: מודל תלת מימד

התחלתי לדגמן את הבקר בתוכנת דוגמנות תלת מימד. היו כמה דברים שלקחתי בחשבון במהלך תהליך העיצוב:

• מדפסת התלת מימד שלי קטנה יחסית, ולכן יהיה צורך לחבר את חלקי לאחר תהליך ההדפסה. כדי לפתור זאת, הוספתי חורים לכל אורך העיצוב לחיבור חלקים באמצעות ברגים m2.
• רציתי לסדר מחדש חלקים בעיצוב שלי בלי צורך להדפיס מחדש, אז הוספתי חורים בעלי מרווחים אחידים שבהם יחברו החלקים כדי לאפשר הזדמנויות עיצוב לאחר ההדפסה.
• נמנעתי לגמרי מצפיפות בעיצוב זה, וכתוצאה מכך הדפסים באיכות גבוהה.

דגם זה אינו מכיל את כל החלקים המרכיבים את המשדר, אך כל החלקים הנדרשים להדפסה תלת -ממדית כלולים. תוכל להוריד את קובץ ה- STEP לדגם זה על ידי לחיצה על הורדה למטה.

*כללתי את קובץ.stl למארז nrf24 למי שהתקשו לפצל אותו לשלושה חלקים נפרדים.

שלב 2: הדפסה תלת מימדית

זהו צעד די פשוט. לאחר הדפסת כל החלקים, תוכל להתחיל בהכנה להרכבת החלקים.

שלב 3: הכנה להרכבה: חוטים

על מנת לאפשר שינויים בעיצוב הפרויקט הזה, הלחמתי כותרות סיכות זכריות לקצה אחד של כל החוטים.

שלב 4: הכנה להרכבה: תצוגת OLED

לפני שתתחיל בהרכבה, יהיה עליך להכין כמה מהרכיבים האלקטרוניים. הדבר הראשון שצריך לעשות הוא חוטי הלחמה לכל אחד מהסיכות של הרכיב. (קל יותר להשתמש בחוט הסטנדרטי במצב זה מכיוון שהוא גמיש יותר ולכן קל יותר להרכבה.) תצוגת OLED שלי הייתה ללא כותרות סיכה, ולכן הלחמתי את החוטים ישירות ללוח הפריצה. עם זאת, אין זה משנה מזג אוויר או לא אתה הלחמה לכותרות הסיכה.

שלב 5: הכנה להרכבה: ג'ויסטיקים

השלב הבא הוא הלחמת חוטים לג'ויסטיקים. במקרה זה, הלחמתי את החוטים לכותרות הסיכות מכמה סיבות:

1. אם הייתי מסיר את כותרות הסיכה והלחמתי לחורים, הייתי צריך להאכיל את החוטים דרך החלק העליון של החורים מכיוון שהר מודפס בתלת מימד נמצא ישירות מתחת ללוח הפריצה של הג'ויסטיק.
2. מכיוון שהלחמתי לכותרות הסיכות, החוטים צונחים ישר למטה והופכים את הצד העליון של המשדר מאורגן יותר.

השתמשתי באותם צבעים לאותם סוגי סיכות בשני הג'ויסטיקים:

• אדום עבור VCC
• שחור עבור GND
• כחול ל- VRX
• צהוב ל- VRY
• ירוק עבור SW

זה הקל על חיבור החוטים ליציאות המתאימות בארדואינו.

שלב 6: הכנה להרכבה: NRF24L01

עבור מודול NRF24L01, הסרתי את כותרות הסיכות והלחמתי ישירות לחורים על מנת שיהיה מקום ללוח הבישול. שוב, שמתי לב לצבעים בהם השתמשתי לכל סיכה לעיון עתידי.

שלב 7: הכנה להרכבה: פוטנציומטרים

עבור הפוטנציומטרים, חוטי הלחמה לכל אחד משלושת הפניות. שני המוליכים החיצוניים הם סיכות הארקה או VCC (לא משנה באיזה סדר) וההפוך האמצעי פלט. הלחמתי חוט אדום וחוט שחור לשני המובילים החיצוניים וחוט לבן למוביל המרכזי עבור שניהם פוטנציומטרים.

שלב 8: הכנה להרכבה: מתגים

קח את מתג שלוש המיקומים והלחם חוט לכל אחת מכותרות הסיכה. השתמשתי בשחור באמצע ובשני צבעים אחרים כלפי חוץ, אותם שמתי לב לעיון עתידי.

על שני מתגי המיקום יש שלוש כותרות סיכות. אתה תשתמש רק בשניים כאלו. חוט שחור עובר באמצע וחוט אחר עובר על אחת משתי כותרות הסיכות החיצוניות. חשוב: בצע זאת רק עבור מתג אחד.

המתג הבא ישמש כמתג כיבוי. לעת עתה, רק הלחם חוט לסיכה המרכזית של מתג ההדלקה הזה.

שלב 9: הכנה להרכבה: הלחם את מארז הסוללה למתג ההפעלה

הלחם את החוט האדום של מארז הסוללה לאחד הפינים החיצוניים שבמתג ההפעלה. אם עדיין לא עשית זאת, הלחם כותרת סיכה על החוט השחור של מארז הסוללה.

שלב 10: הכנה להרכבה: ווסת מתח AMS1117

לשלב זה תזדקק לווסת 3.3 וולט AMS1117. הנה, יש לי אחד המצורף ללוח פריצה המיועד ל- NRF24L01, אז אראה כיצד להשלים שלב זה באמצעות חלק זה. אם יש לך רק את AMS1117 IC, יש הרבה הדרכות שיכולות לעזור לך בחיווט.

הדבר הראשון שעשיתי היה להסיר את כל כותרות הסיכה מהלוח. לאחר מכן הלחמתי חוט אדום ושחור לפינים המתאימים.

בהמשך העיצוב הלא קבוע, לקחתי שורה של שתי כותרות סיכות נקבות והצמדתי אותן ליציאות VCC ו- GND בהן ישב מודול NRF24L01.

לאחר שתעשה זאת, תוכל לעבור לשלב הבא.

שלב 11: הכינו את לוח Perf: כותרות Arduino ו- Pin

הדבר האחרון שצריך לעשות לפני ההרכבה הוא הכנת הלוח. לשם כך תזדקק ל- Arduino Nano, לחוטי הליבה המוצקים ולכותרות הסיכות הנשיות.

וודא שיש ל- Arduino Nano כותרות סיכות והמשך להלחם אותו ללוח הבישול. תרצה להרחיק אותו עד לצד אחד של הלוח כדי להשאיר מקום להרחבות חיבור, אך תרצה להשאיר שורה בכל צד של הארדואינו להלחמת כותרות הסיכות הנשיות. ודא שמחבר ה- USB קרוב ככל האפשר לקצה הלוח. הלוח שלי בגודל 3 על 7 ס מ הוא 10 חורים על 24 חורים. זה השאיר אותי עם שתי שורות בצד שמאל של הארדואינו, שורה אחת בצד ימין, ותשעה חורים מאחורי הארדואינו.

לאחר מכן קח שתי שורות של חמש עשרה כותרות סיכות נקבות והלחם אותן ליד הארדואינו. השתמשתי בכותרות סיכה נקבות סטנדרטיות אך הלוואי שהשתמשתי בכותרות ערמה מסיבה זו:

יהיה עליך לחבר את הלידים בכותרות הסיכות למובילים בארדואינו. אם השתמשת בכותרות הסיכה הסטנדרטיות, גשר הלחמה יצטרך לבצע את החיבור, וזה קצת מייגע ולוקח זמן. אם השתמשת בכותרות ההימור, תוכל לכופף את המוליכים כדי לגעת במובילים של Arduino כדי להקל על משימת ההלחמה

בכל דרך שתבחר לעשות זאת, ראשי הסיכות חייבים להיות מחוברים לכותרות הסיכות של Arduino.

שלב 12: הכנת לוח Perf: הרחבות סיכה

ברגע שיש לך את כותרות הארדואינו והסיכות מולחמות ללוח, השלב הבא הוא להאריך את סיכות 5V והארקה כך שיתאימו לכל הרכיבים החשמליים.

הלחמה שתי שורות של 10 כותרות סיכה על לוח perf בצד השני, כמו Arduino עם שורה אחת של רווח ביניהם.

קח פיסת חוט ליבה מוצקה והפעל אותה מהסיכה 5V בארדואינו לשורה אחת של כותרות סיכות. הפשיטו את הבידוד כך שהחוט חשוף במקום בו הוא נוגע בכבלים שעל כותרות הסיכה. הלחם את החוט במקומו.

בצע את אותו הדבר למעט בעזרת סיכת ה- GND בארדואינו ובשורה השנייה של כותרות הסיכות.

לאחר שתעשה זאת, המשדר מוכן להרכבה.

שלב 13: הרכבה: חבר את הג'ויסטיקים לבסיס

למשימה זו תזדקק לשמונה ברגים m4 ואת האומים המתאימים, יחד עם כמה מכונות כביסה.

הנח את האגוזים בחורים המשושים בתחתית החלק המודפס בתלת -ממד המוצג למעלה.

החלק כל מכונת כביסה אחת על כל בורג.

דחוף ארבעה ברגים m4 לתוך ארבעת החורים בלוח הפריצה של הג'ויסטיק.

החלק את החלק המודפס בתלת -ממד של הג'ויסטיק כדי לתפקד כעומד בין לוח הפריצה לבין הר הג'ויסטיק.

החלק את הג'ויסטיק עם הברגים למקומו בבסיס, והחזק את האומים בחריציהם תוך כדי הידוק הברגים.

חזור על שלב זה עבור הג'ויסטיק השני.

שלב 14: הרכבה: חבר את הפוטנציומטרים ואת תצוגת OLED למדף הפוטנציומטרים

החלק את הפוטנציומטרים למקומם על מדף הפוטנציומטרים. הפוטנציומטרים שהגעתי אליהם הגיעו עם אגוזים כדי להדק אותם, והשתמשתי בהם כאן כדי לשמור על הפוטנציומטרים במקומם. כדי להדק את האומים בתוך התוספת השתמשתי במברג שטוח.

לאחר מכן, הזן את חוטי תצוגת OLED דרך החריץ בצד שמאל של מתלה הפוטנציומטרים. הדק את המכסה מעל הצג בעזרת ברגים של כמה מ ר. ייתכן שיהיה עליך להוסיף כמה מכונות כביסה כדי להתאים לבליטת התצוגה.

שלב 15: הרכבה: חבר את מתלה הפוטנציומטר לבסיס הג'ויסטיק

קח את מתלה הפוטנציומטר והצמד אותו לבסיס הג'ויסטיק באמצעות ברגים m2 כך שסיכות הסיכה של הג'ויסטיק יפנו הרחק מהמתלה.

שלב 16: הרכבה: חבר את מארז NRF24L01 למדף הפוטנציומטר

מארז NRF24L01 בנוי משלושה חלקים. קח את החלק הראשון והזן את חוטי המודול עצמו דרך החריץ מאחור. הקצה הקדמי צריך לשבת בחריץ ומפרקי ההלחמה הבולטים מהחלק האחורי של הלוח צריכים לשבת גם בחריץ המתאים להם.

קח את מכסה המארז ושורר את החורים כך שהצד השטוח של המכסה יהיה שטוח כנגד המתחם. החלק שני ברגים מ ר דרך החורים והתאם מכלול זה דרך החורים שעל מדף הפוטנציומטרים. להשלמת שלב זה, שדר את החורים במכסה השני בעזרת הברגים m2 כך שהבליטה הפרבולית הקטנה בחזית החלק יושבת סביב הצילינדר של מודול NRF24L01. הדק אותו עם שני אגוזים.

שלב 17: הרכבה: חבר את הידיות לבסיס

קח את שתי הידיות והצמד אותן לבסיס באמצעות ברגים m2 כפי שמוצג בתמונות למעלה.

שלב 18: הרכבה: חבר את מארז הסוללה לבסיס

חבר את מארז הסוללה לתושבת הסוללה בעזרת ברגי m3.

חבר את תושבת הסוללה לבסיס בעזרת ברגים m2 כך שמארז הסוללה ייפתח כלפי מטה.

שלב 19: הרכבה: חבר את המתגים לידיות

בשביל שלב זה תזדקק לכל מתגי המתג. התחל עם מתג המתג של שלוש המיקומים.

הסר את המחבר מהמתג והחלק את המתג דרך החור המשושה בידית הימנית. לא חשוב היכן נמצא המתג הזה.

קח את מתג המתג דו -עמדי עם שני חוטים ודחף אותו דרך חור בצד שמאל של הידית, והצמיד אותו באותו אופן כמו המתג הקודם.

בחר חור נוסף בידית השמאלית כדי לחבר את מתג המתג הסופי של שתי המיקומים, שאמור להיות מתג ההדלקה.

שלב 20: הרכבה: חבר את מכלול לוח ה- Perf לבסיס הג'ויסטיק

השתמש בברגים m2 ו- m2 בולטות כדי לחבר את הר perfboard לבסיס הג'ויסטיק. וודא שהחריץ בלוח הלוח perf מתאים למודול NRF24L01. שוב, ייתכן שיהיה עליך להוסיף כמה מכונות כביסה בין התושבת לבסיס כדי להסביר את בליטת ראש הבורג (תוכל גם להשתמש באוזז המודפס בתלת מימד לשם כך). תרצה לוודא שאתה מחליק את הברגים הגדולים יותר מ- m2 דרך הצינורות שעל ההר, מכיוון שלא תוכל לעשות זאת לאחר חיבור ההרכבה.

שלב 21: הרכבה: חבר את לוח ה- Perf אל הר הלוח של Perf

השתמש בברגים m2 כדי להצמיד את הר perfboard ללוח ה- perfboard כך שכותרות ה- Arduino והסיכה יפנו הרחק מההר. אורך החוטים שלך עשוי להניע את הכיוון שיציאת ה- USB של הארדואינו מצביעה עליו.

שלב 22: חיבורי Arduino

בחירה בעיצוב משדר זה גורמת לחלק התחתון לכאורה לא מאורגן. כדי לגרום לזה להיראות כמשימה פחות סוחפת, התמקדתי בכל פעם בסוג אחד של חיבורים. לדוגמה, התחלתי בחיבור כל חוטי ה- GND לשורה המורחבת ל- GND בלוח ה- perf. להלן הקשרים:

סיכות דיגיטליות:

D4 - ג'ויסטיק 1 Sw

D5 - ג'ויסטיק 2 Sw

D6 - סיכה חיצונית של מתג החלפת 2 עמדות

D7 - סיכה חיצונית של מתג החלפת 3 מיקומים

D8 - סיכה חיצונית אחרת של מתג החלפת 3 מיקומים

D9 - סיכת CE של NRF24L01

D10 - סיכת CSN של NRF24L01

D11 - סיכת MOSI של NRF24L01

D12 - סיכת MISC של NRF24L01

D13 - סיכת SCK של NRF24L01

*הערה: זה יהיה כאשר קידוד צבע החוטים שלך יהיה שימושי. מארז NRF24L01 מגביל את ההשקפה שלך על שמות הסיכות. כאשר אתה צובע את החוטים בצבע, אתה יכול לדעת איזו סיכה היא ללא מאמץ רב, מה שהופך אותו להרבה יותר קל לחבר את החוטים ל- Arduino.

סיכות אנלוגיות:

A0 - סיכת מרכז של פוטנציומטר 1

A1 - סיכת מרכז של פוטנציומטר 2

A2 - סיכה VRX של ג'ויסטיק 2

A3 - ג'ויסטיק 2 סיכת VRY

סיכת A4 - OLED SDA (DATA)

A5 - סיכת OLED SCL (שעון)

A6 - ג'ויסטיק סיכה VRY 1

A7 - ג'ויסטיק 1 סיכת VRX

ווסת מתח (AMS1117):

חבר את סיכת הארקה של מודול NRF24L01 לסיכה הארקה של ווסת המתח. חבר את סיכת ה -3.3 וולט ב- NRF24L01 לווסת המתח.

כותרות סיכות הארכה של סיכות הארקה (חבר את כל הסיכות האלה לכותרות סיכות הקרקע):

• מרכז סיכה על מתג החלפת 2 מיקומים
• מרכז סיכה על מתג החלפת מצב 3
• ג'ויסטיק סיכת GND 1
• ג'ויסטיק 2 פין GND
• פוטנציומטר סיכה ימנית אחת
• פוטנציומטר 2 סיכה ימנית
• סיכת OLED GND
• GND של מארז סוללות
• פין GND על ווסת המתח

כותרות סיכה להארכת סיכה 5v פינים (חבר את כל הסיכות האלה לכותרות סיכות VCC):

• ג'ויסטיק 1 סיכת 5v
• ג'ויסטיק 2 סיכת 5v
• פוטנציומטר סיכה שמאל 1
• פוטנציומטר 2 סיכה שמאלית
• סיכת VCC OLED
• סיכת VCC על ווסת המתח

חיבורים אחרים:

המרכיב האחרון לחיבור הוא מתג ההדלקה. יש לחבר מוביל אחד של המתג למסוף החיובי במארז הסוללה. הסיכה המרכזית תחובר לסיכת ה- VIN על הארדואינו.

שלב 23: קוד המשדר

השלב האחרון לבקר זה הוא הקוד. אעשה הסבר קטן לקוד זה, אך אם תרצה הסבר מעמיק יותר כיצד בדיוק פועל ושימוש המודול NRF24l01, בקר באתר זה:

Arduino תקשורת אלחוטית - מדריך NRF24L01

#לִכלוֹל

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define SCREEN_WIDTH 128 // רוחב תצוגה של OLED, בפיקסלים #הגדר SCREEN_HEIGHT 32 // גובה תצוגה של OLED, בתצוגת Adafruit_SSD1306 פיקסלים (SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &, -1); רדיו RF24 (9, 10); כתובת const byte [6] = "00001"; נתוני int [11]; const int onevrx = 7; // משתנה ל- VRX בג'ויסטיק 1 const int onevry = 6; // משתנה ל- VRY בג'ויסטיק 1 const int twovrx = 2; // משתנה ל- VRX בג'ויסטיק 2 const int twovry = 3; // משתנה ל- VRY בג'ויסטיק 2 const int pot0Pin = 0; // משתנה לסיר 1 const int pot1Pin = 1; // משתנה לסיר 2 const int ASwitch = 6; // משתנה למתג מתג דו -עמדי const int BSwitch1 = 8; // משתנה למיקום אחד משלושה מצבי מתג מצב int int BSwitch2 = 7; // משתנה למיקום שלוש מתוך שלוש מצבי מתג מצב const int CButton = 2; // משתנה ללחצן לחיצה אופציונלי 1 const int DButton = 3; // משתנה ללחצן לחיצה אופציונלי 2 int oneX; int oneY; int twoX; int twoY; int pot0; int pot1; הגדרת void () {Serial.begin (9600); radio.begin (); radio.openWritingPipe (כתובת); radio.setPALevel (RF24_PA_MIN); radio.stopListening (); pinMode (ASwitch, INPUT_PULLUP); // הגדר APin למצב פלט pinMode (BSwitch1, INPUT_PULLUP); // הגדר BPin למצב פלט pinMode (BSwitch2, INPUT_PULLUP); // הגדר את ה- CPin למצב פלט pinMode (CButton, INPUT_PULLUP); // הגדר DPin למצב פלט pinMode (DButton, INPUT_PULLUP); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); עיכוב (1000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (.25); display.setTextColor (לבן); display.setCursor (0, 0); display.print ("הפעלה"); display.display (); עיכוב (10); } לולאת חלל () {oneX = analogRead (onevrx); oneY = analogRead (onevry); twoX = analogRead (twovrx); twoY = analogRead (twovry); pot0 = analogRead (pot0Pin); pot1 = analogRead (pot1Pin); data [0] = oneX; נתונים [1] = oneY; נתונים [2] = twoX; data [3] = שנתיים; נתונים [4] = pot0; נתונים [5] = pot1; data [6] = digitalRead (ASwitch); data [7] = digitalRead (BSwitch1); data [8] = digitalRead (BSwitch2); data [9] = digitalRead (CButton); data [10] = digitalRead (DButton); radio.write (& data, sizeof (data)); // לשלוח נתונים לעיכוב המקלט (100); display.clearDisplay (); display.setTextSize (.25); display.setTextColor (לבן); display.setCursor (5, 5); display.println (נתונים [4]); display.print ("קבלת כוח"); // הוסף כל מידע נוסף שתרצה להציג בתצוגת OLED כאן display.display (); }

שלב 24: קוד המקלט

#לִכלוֹל

#include #include רדיו RF24 (9, 10); // cns, ce // הגדר את האובייקט לשליטה בכתובת const byte NRF24L01 [6] = "00001"; // הגדירו את כתובת התקשורת שאמורה להתאים לנתוני int המשדר [11] = {512, 512, 512, 512, 512, 512, 0, 0, 0, 0, 0}; // הגדר מערך המשמש לשמירת נתוני התקשורת הגדרת חלל () {radio.begin (); radio.openReadingPipe (0, כתובת); radio.setPALevel (RF24_PA_MIN); radio.startListening (); // מוגדר כמקלט Serial.begin (9600); } void loop () {if (radio.available ()) {radio.read (& data, sizeof (data)); // הדפסת כמה נקודות נתונים מהבקר לצג הטריאלי Serial.print (נתונים [0]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (נתונים [1]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (נתונים [2]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (נתונים [3]); Serial.println (""); } // שוב, זו רק דוגמת קוד הבסיס למודול המקלט.

שלב 25: סיכום

אתה יכול לשלוט כמעט בכל פרויקט Arduino עם בקר זה, והעיצוב שלו מאפשר שינוי עוד יותר.ייתכן שתחליט שאתה רוצה שני פוטנציומטרים נוספים במקום תצוגת OLED (אם תרצה את קובץ ה- STEP של ארון 4 פוטנציומטרים, אני יכול לשלוח לך את זה. רק הגיב עם הבקשה). או אולי תרצה להוסיף כמה כפתורי לחיצה לעיצוב. זה לגמרי תלוי בך.

אם יש לך שאלות, הערות או חששות, אל תהסס לשאול.

תודה שהקדשת מזמנך לקרוא את 24 השלבים הללו. אני מקווה שהצלחת ללמוד משהו או לקבל כמה רעיונות חדשים לגבי מה ניתן להשיג באמצעות מדפסת תלת מימד וארדואינו.

סגנית בתחרות ארדואינו 2020