RC -driven elektrisk leksaksbil: 10 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Av: Peter Tran 10ELT1

Denna handledning beskriver teori, design, tillverkning och testprocess för en fjärrkontroll (RC) driven elektrisk leksaksbil med HT12E/D IC -marker. Handledningarna beskriver de tre stadierna av bildesign:

1. Kopplad kabel
2. Infraröd kontroll
3. Radiofrekvenskontroll

Det finns också ett felsökningsavsnitt för att lösa vanliga problem som kan uppstå.

Tillbehör

Basbilssats

1x linjeföljande robotkit (LK12070)

Uppkopplad kabelfas

• 1x prototypbrödbräda
• Breadboard Jumper Cables
• HT12E IC -chip (med uttag)
• HT12E IC -chip (med uttag)
• 1x 1MΩ motstånd
• 4x momentan knappbrytare
• 1x 47kΩ motstånd
• 4x LED
• Strömförsörjning

Infraröd överföringsfas

• 1x infraröd sändare (ICSK054A)
• 1x infraröd mottagare (ICSK054A)

Radiosändningsfas

• 1x 433MHz RC -sändare
• 1x 433MHZ RC -mottagare

Integration i basbilssatsen

• 2x prototyp kretskort
• 1x L298N motorförare

Steg 1: Förstå HT12E/D IC -chipet

HT12E och HT12E IC -chips används tillsammans för fjärrkontrollsystemapplikationer för att överföra och ta emot data via radio. De kan koda 12 bitar information som består av 8 adressbitar och 4 databitar. Varje adress och datainmatning kan programmeras externt eller matas in med switchar.

För korrekt drift måste ett par HT12E/D -chips med samma adress/dataformat användas. Avkodaren tar emot seriell adress och data, överförd av en bärare med hjälp av ett RF -överföringsmedium och ger utmatning till utgångsstiften efter bearbetning av data.

HT12E Pin -konfiguration Beskrivning

Stift 1-8: Adressstift för att konfigurera de 8 adressbitarna, vilket tillåter 256 olika kombinationer.

Stift 9: Jordstift

Stift 10-13: Datapinnar för att konfigurera de 4 databitarna

Pin 14: Transmit enable pin, fungerar som en switch för att tillåta överföring av data

Stift 15-16: Oscilloskop OUT/IN, kräver 1M ohm motstånd

Pin 17: Data output pin där 12-bitars informationen kommer ut

Pin 18: Power input pin

Beskrivning av HT12D -stiftkonfiguration

Stift 1-8: Adressstift, måste matcha konfigurationen för HT12E

Stift 9: Jordstift

Stift 10-13: Datapinnar

Pin 14: Data input pin

Stift 15-16: Oscilloskop IN/OUT respektive, kräver 47k ohm motstånd

Stift 17: Giltig överföringsnål, fungerar som indikator för när data tas emot

Pin 18: Power input pin

Varför används HT12E -kodaren?

HT12E används ofta i fjärrkontrollsystem på grund av dess tillförlitlighet, tillgänglighet och användarvänlighet. Många smartphones kommunicerar nu via internet, men de flesta smartphones har fortfarande en HT12E för att undvika överbelastning. Medan HT12E använder adressen för att överföra med överförd data, med 256 möjliga kombinationer av 8-bitars, är dess säkerhet fortfarande mycket begränsad. När en signal sänds är det omöjligt att spåra sändaren, vilket gör signaladressen potentiellt gissningsbar för någon. Denna adressbegränsning gör användningen av HT12E endast lämplig på ett kortare avstånd. På ett kortare avstånd kan sändaren och mottagaren se varandra, till exempel TV -fjärrkontrollen, Hemsäkerhet, etc. I kommersiella produkter kan vissa fjärrkontroller ersätta andra som en "universell fjärrkontroll". Eftersom de är konstruerade för en kortare sträcka har många enheter samma adressinmatning för enkelhetens skull.

Steg 2: Konstruera basbilssatsen

Basbilssatsen för detta projekt är från en Line Following Robot Kit. Bygg- och tillverkningssteg finns i följande länk:

Basbilssatsen kommer så småningom att konverteras till en RC -kontrollerad bil med HT12E/D IC -chips.

Steg 3: Kabelbunden fas

1. Använd en prototypformad brödbräda och prototyperande bygelkablar.
2. Följ schemat ovan för att montera och anslut komponenterna till brödbrädan. Observera, den enda anslutningen mellan de två IC: erna är pin 17 på HT12E till pin 14 på HT12D.
3. Testa konstruktionen genom att se till att lysdioderna som är anslutna till HT12D tänds när deras respektive omkopplare på HT12E trycks in. Se avsnittet Felsökning för hjälp med vanliga problem.

Fördelar med en kabelbunden installation

1. Pålitlig och stabil på grund av ingen risk för yttre föremål som störningar
2. Relativt billigt
3. Enkelt och enkelt att konfigurera och felsöka
4. Inte mottaglig för slutsatser från andra externa källor

Nackdelar med en kabelbunden kabeluppställning

1. Opraktiskt för dataöverföring på långa avstånd
2. Kostnaden blir betydligt högre med en långdistansöverföring
3. Svårt att flytta eller flytta till olika platser
4. Operatören måste förbli i närheten av både sändare och mottagare
5. Minskad flexibilitet och rörlighet för användning

Steg 4: Infraröd överföringsfas

1. Koppla bort den direktbundna kabeln från stift 17 på HT12E, anslut utgångsstiften på en infraröd sändare och anslut sändaren till ström.
2. Koppla bort den direktbundna kabeln från stift 14 på HT12 D, anslut ingångsstiftet på en infraröd mottagare och anslut mottagaren till ström.
3. Testa designen genom att se till att lysdioderna som är anslutna till HT12D tänds när respektive omkopplare på HT12E trycks in. Se avsnittet Felsökning för hjälp med vanliga problem.

Fördelar med en infraröd överföring

1. Säker för korta sträckor på grund av kravet på siktlinjeöverföring
2. Infraröd sensor korroderar eller oxiderar inte med tiden
3. Kan fjärrstyras
4. Ökad flexibilitet i användningen
5. Ökad rörlighet för användning

Nackdelar med en infraröd överföring

1. Kan inte tränga igenom hårda/fasta föremål som väggar eller till och med dimma
2. Infraröd vid hög effekt kan skada ögonen
3. Mindre effektiv än direkt anslutning av tråd
4. Kräver specifik användning av frekvens för att undvika störningar från en extern källa
5. Kräver extern strömkälla för att styra sändaren

Steg 5: Radiosändningsfas

1. Koppla bort den infraröda sändaren från strömförsörjningen och stift 17 på HT12E, anslut utgångsstiften på 433MHz radiosändare. Anslut också sändaren till jord och ström.
2. Koppla bort den infraröda mottagaren från strömförsörjningen och stift 14 på HT12D, anslut datastiften på 433MHz radiomottagaren. Anslut också mottagaren till jord och ström.
3. Testa konstruktionen genom att se till att lysdioderna som är anslutna till HT12D tänds när deras respektive omkopplare på HT12E trycks in. Se avsnittet Felsökning för hjälp med vanliga problem.

Fördelar med en radiosändning

1. Kräver ingen siktlinje mellan sändare och mottagare
2. Inte mottaglig för störningar från starka ljuskällor
3. Enkel och enkel att använda
4. Kan fjärrstyras
5. Ökar flexibiliteten

Nackdelar med en radiosändning

1. Kan vara mottaglig för crossover från närliggande användare av andra radioöverföringssystem
2. Slutligt antal frekvenser
3. Möjlig störning från andra radiosändare, t.ex. radiostationer, räddningstjänster, lastbilschaufförer

Steg 6: Prototyp radiosändare

1. Överför komponenterna för radiosändaren från prototypbrödbrädan till en prototypkretskort.
2. Löd komponenterna, med hänvisning till diagrammet från steg tre.
3. Använd massiva tenntrådar för att ansluta kretsen tillsammans med hjälp av ärmtrådar där överlappningar uppstår för att förhindra kortslutning.

Steg 7: Prototypradiomottagare

1. Överför komponenterna till radiomottagaren från prototypbrödbrädan till en prototypkretskort.
2. Löd komponenterna, med hänvisning till diagrammet från steg tre.
3. Använd massiva tenntrådar för att ansluta kretsen tillsammans med hjälp av ärmtrådar där överlappningar uppstår för att förhindra kortslutning.

Steg 8: Prototyp motorförare

1. Lödhaneuttag till portar: IN1-4 och motorer A-B, för att möjliggöra enkla justeringar under testning, enligt diagrammet ovan.
2. Löd en honkontakt till de negativa och positiva terminalerna enligt diagrammet ovan.

Vad är en motorförare? En motorstyrenhet fungerar som en mellanhand mellan bilens IC -chips, batterier och motorer. Det är nödvändigt att ha en eftersom HT12E -chipet vanligtvis bara kan ha cirka 0,1 ampere ström till motorn, medan motorn kräver flera ampere för att fungera framgångsrikt.

Steg 9: Integration med basbilssats

Följande steg är att konvertera basbilssatsen till en funktionell RC -bil.

1. Koppla bort bilens batteri från kretsen.
2. Löd prototypbygelkablar till varje motoranslutning och anslut dem till motordrivrutinen enligt diagrammet i steg åtta.
3. Löd strömkabeln för radiomottagaren och motordrivrutinen till det nu urkopplade batteriet.
4. Anslut utgångsstiften från HT12D (stift 10-13) till de relevanta rubrikerna på motordrivrutinen enligt diagrammet i steg åtta.
5. Driv radiosändaren med ett bärbart usb -batteri.

Steg 10: Testning och felsökning

Testning

1. Efter varje konstruktionsfas bör ingång i HT12E framkalla ett svar (dvs. antingen lysdioder tänds eller motorer snurrar) från HT12D.

2. För att styra bilen med radiosändarkontrollen:

   • Kör framåt: håll både vänster och höger motor framåt
   • Kör bakåt: håll både vänster och höger motor bakåt
   • Sväng vänster: håll höger motor framåt och vänster motor bakåt
   • Sväng höger: håll vänster motor framåt och höger motor bakåt

3. Specifika prestandaegenskaper som kan testas är:

   • Fart
   • Räckvidd (för radiosändare/mottagare)
   • Respons tid
   • Pålitlighet
   • Rörlighet
   • Uthållighet (batteritid)
   • Möjlighet att arbeta i olika terräng och yttyp/förhållanden
   • Drifttemperaturgränser
   • Lastbärande gräns
4. Om inget eller felaktigt svar inträffar, följ felsökningsguiden nedan:

Felsökning

1. Motorer snurrar motsatt riktning mot vad som var tänkt

   • Justera i vilken ordning prototypbygelkablarna är anslutna på motordrivrutinen (alla stift kan vridas)
   • Kretsen är kortsluten: kontrollera lödfogarna och bygelkabelanslutningarna

2. Motorer/kretsar slås inte på

   • Kretsen kanske inte har tillräckligt med spänning/ström för att slå på
   • Kontrollera om det saknas anslutning (inklusive ström)

3. Sändningsaktiverat ljus fungerar inte

   • Lysdioderna är polariserade, se till att den är i rätt riktning
   • Lysdioden kan ha blåst på grund av för hög ström/spänning
   • Kretsarna tar verkligen inte emot signaler, kontrollera anslutningarna igen

4. Radiosändare/mottagare är inte tillräckligt stark

   • Kontrollera om andra personer för närvarande också använder radiosändare/mottagare
   • Lägg till en extra antenn (kan vara en kabel) för att öka anslutningen
   • Rikta sändaren/mottagaren i den allmänna riktningen mot varandra, de kan vara av låg kvalitet