Upcycled RC Car: 23 Hakbang (na may Mga Larawan)

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-13 06:58

Ang mga kotse ng RC ay palaging isang mapagkukunan ng kaguluhan para sa akin. Mabilis ang mga ito, masaya sila, at hindi ka dapat magalala kung ma-crash mo sila. Gayunpaman, bilang isang mas matanda, mas may edad, mahilig sa RC, hindi ako nakikita na naglalaro kasama ng isang maliit, mga bata na kotse ng RC. Kailangan kong magkaroon ng malalaki, malalaking laki ng laki. Dito nagmumula ang isang problema: ang mga pang-adultong RC na kotse ay mahal. Habang nagba-browse sa online, ang pinakamurang makakahanap ako ng nagkakahalagang $ 320, ang average ay humigit-kumulang na $ 800. Ang aking computer ay mas mura kaysa sa mga laruang ito!

Alam na hindi ko kayang bayaran ang mga laruang ito, sinabi ng gumagawa sa akin na makakagawa ako ng kotse para sa ika-10 ng presyo. Sa gayon, sinimulan ko ang aking paglalakbay upang gawing ginto ang basurahan

Mga gamit

Ang mga piyesa na kinakailangan para sa kotseng RC ay ang mga sumusunod:

• Nagamit na RC Car
• L293D Motor Driver (DIP Form)
• Arduino Nano
• NRF24L01 + Modyul ng Radyo
• RC Drone Battery (o anumang iba pang mataas na kasalukuyang baterya)
• LM2596 Buck Converter (2)
• Mga wire
• Perfboard
• Maliit, sari-saring bahagi (mga header pin, mga terminal ng tornilyo, capacitor, atbp)

Ang mga bahagi na kinakailangan para sa RC controller ay ang mga sumusunod:

• Ginamit na tagontrol (dapat mayroong 2 mga analog na joystick)
• Arduino Nano
• NRF24L01 + Modyul ng Radyo
• Kable ng kuryente

Hakbang 1: Recycled Treasure

Ang proyektong ito ay orihinal na nagsimula mga isang taon na ang nakalilipas nang magplano kami ng aking mga kaibigan na gumawa ng kotse na hinimok ng computer para sa isang proyekto ng hackathon (kompetisyon sa pag-coding). Ang plano ko ay pumunta sa isang matitipid na tindahan, bumili ng pinakamalaking RC car na mahahanap ko, putulin ang loob, at papalitan ito ng isang ESP32.

Sa isang oras na langutngot, sumugod ako sa Savers, bumili ng isang kotseng RC, at inihanda ang aking sarili para sa hackathon. Nakalulungkot, marami sa mga bahagi na kailangan ko ay hindi dumating sa tamang oras kaya kinailangan kong i-scrap ang proyekto nang buo.

Mula noon, ang RC car ay nakakolekta ng alikabok sa ilalim ng aking kama, hanggang ngayon…

Mabilis na Pangkalahatang-ideya:

Sa proyektong ito, gagamitin ko muli ang isang ginamit na laruang kotse at isang IR controller upang lumikha ng Upcycled RC Car. Puputulin ko ang panloob, itanim ang Arduino Nano's, at gagamitin ang module ng radyo NRF24L01 + upang makipag-usap sa pagitan ng dalawa.

Hakbang 2: Teorya

Ang pag-unawa sa kung paano gumagana ang isang bagay ay mas mahalaga kaysa sa pag-alam kung paano ito gawin

- Kevin Yang 5/17/2020 (Ginawa ko lang ito)

Sa nasabing iyon, magsimula tayong magsalita tungkol sa teorya at electronics sa likod ng Upcycled RC Car.

Sa panig ng kotse, gagamit kami ng isang NRF24L01 +, isang Arduino Nano, isang L293D motor driver, ang mga motor sa kotse ng RC, at dalawang mga converter ng usang lalaki. Ang isang buck converter ay magbibigay ng boltahe sa pagmamaneho para sa motor habang ang isa pa ay ang pagbibigay ng 5V para sa Arduino Nano.

Sa panig ng controller, gagamit kami ng isang NRF24L01 +, isang Arduino Nano, at ang mga analog na joystick sa repurposed na controller.

Hakbang 3: Ang NRF24L01 +

Bago kami magsimula, marahil ay dapat kong ipaliwanag ang elepante sa silid: ang NRF24L01 +. Kung hindi ka pamilyar sa pangalan, ang NRF24 ay isang chip na ginawa ng Nordic Semiconductors. Ito ay lubos na tanyag sa pamayanan ng gumagawa para sa komunikasyon sa radyo dahil sa mababang presyo, maliit na sukat, at mahusay na nakasulat na dokumentasyon.

Kaya paano gumagana ang module ng NRF? Sa mga nagsisimula, ang NRF24L01 + ay nagpapatakbo sa dalas ng 2.4 GHz. Ito ang parehong dalas ng pagpapatakbo ng Bluetooth at Wifi (na may bahagyang mga pagkakaiba-iba!). Ang maliit na tilad ay nakikipag-usap sa pagitan ng isang Arduino gamit ang SPI, isang apat na pin na protocol ng komunikasyon. Para sa lakas, ang NRF24 ay gumagamit ng 3.3V ngunit ang mga pin ay nagpaparaya rin ng 5V. Pinapayagan kaming gumamit ng isang Arduino Nano, na gumagamit ng 5V na lohika, gamit ang NRF24, na gumagamit ng 3.3V na lohika. Ang ilang iba pang mga tampok ay ang mga sumusunod.

Mga kilalang tampok:

• Tumatakbo sa 2.4 GHz Bandwidth
• Saklaw ng Boltahe ng Suplay: 1.6 - 3.6V
• 5V Tolerant
• Gumagamit ng Komunikasyon sa SPI (MISO, MOSI, SCK)
• Tumatagal ng hanggang 5 mga pin (MISO, MOSI, SCK, CE, CS)
• Maaari bang Mag-interrupt ng Trigger - IRQ (Napakahalaga sa proyektong ito!)
• Sleep Mode
• Naubos ang 900nA - 12mA
• Saklaw ng Paghahatid: ~ 100 metro (mag-iiba ayon sa lokasyon ng heograpiya)
• Halaga: $ 1.20 bawat module (Amazon)

Kung nais mong matuto nang higit pa tungkol sa NRF24L01 +, suriin ang seksyong Mga Dagdag na Pagbasa sa dulo

Hakbang 4: Ang L293D - Double H-Bridge Motor Driver

Kahit na ang Arduino Nano ay maaaring magbigay ng sapat na kasalukuyang upang mapagana ang isang LED, walang paraan na ang Nano ay makakapagpagana ng isang motor nang mag-isa. Samakatuwid, dapat kaming gumamit ng isang espesyal na driver upang makontrol ang motor. Maliban sa kakayahang magbigay ng kasalukuyang, protektahan din ng driver chip ang Arduino mula sa anumang mga boltahe na spike na lumabas mula sa pag-on at pag-off ng motor.

Ipasok ang L293D, isang quadruple na kalahating H-bridge motor driver, o sa mga layman na term, isang maliit na tilad na maaaring magmaneho ng dalawang motor pasulong at paatras.

Ang L293D ay umaasa sa H-Bridges upang makontrol ang parehong bilis ng isang motor pati na rin ang direksyon. Ang isa pang tampok ay paghihiwalay ng suplay ng kuryente, na nagpapahintulot sa Arduino na tumakbo sa isang mapagkukunan ng kuryente na hiwalay sa mga motor.

Hakbang 5: Gutting ang Kotse

Sapat na teorya at hinahayaan na magsimula talagang bumuo!

Dahil ang RC car ay hindi kasama ng isang controller (tandaan ito mula sa isang thrift shop), ang loob ng electronics ay karaniwang walang silbi. Sa gayon, binuksan ko ang kotseng RC at itinapon ang board ng controller sa aking basurahan.

Ngayon ay mahalaga na kumuha ng ilang mga tala bago kami magsimula. Ang isang bagay na mapapansin ay ang supply boltahe para sa kotse ng RC. Ang kotseng binili ko ay napakatanda, bago pa ang pangunahing baterya na batay sa Lithium. Nangangahulugan ito na ang kotseng RC ay pinalakas ng isang Ni-Mh na baterya na may nominal na boltahe na 9.6 volts. Ito ay mahalaga dahil ito ang magiging boltahe na ihihimok natin ang mga motor.

Hakbang 6: Paano Gumagana ang Kotse?

Maaari kong sabihin na may 99% katiyakan na ang aking kotse ay hindi katulad ng sa iyo, nangangahulugang ang seksyon na ito ay mahalagang walang silbi. Gayunpaman, mahalagang ituro ang ilang mga tampok na mayroon ang aking kotse dahil ibabatay ko ang disenyo ko doon.

Pagpipiloto

Hindi tulad ng mga modernong kotse ng RC, ang kotse na binabago ko ay hindi gumagamit ng isang servo upang paikutin. Sa halip, ang aking kotse ay gumagamit ng isang pangunahing brush motor at spring. Maraming drawbacks ito lalo na't wala akong kakayahang gumawa ng maayos. Gayunpaman, ang isang agarang benepisyo ay hindi ko kailangan ng anumang kumplikadong interface ng kontrol upang lumiko. Ang kailangan ko lang gawin ay pasiglahin ang motor na may isang tiyak na polarity (depende sa kung aling paraan nais kong lumiko).

Pagkakaiba ng Axle

Nakakagulat, ang aking RC car ay naglalaman din ng isang kaugalian na ehe at dalawang magkakaibang mga mode ng gear. Nakakatuwa ito dahil ang mga pagkakaiba ay karaniwang matatagpuan sa mga kotse sa totoong buhay, hindi sa maliliit na mga RC. Sa tingin ko na bago ang kotseng ito ay nasa mga istante ng isang tindahan ng pagtitipid, ito ay isang modelo ng RC na may mataas.

Hakbang 7: Ang Isyu ng Lakas

Sa mga paraan na wala sa paraan, kakailanganin nating pag-usapan ngayon ang tungkol sa pinakamahalagang bahagi ng pagbuo na ito: Paano natin mapapatakbo ang kotseng RC? At upang maging mas tiyak: Gaano karaming kasalukuyang kinakailangan upang magmaneho ng mga motor?

Upang sagutin ito, kinonekta ko ang isang drone baterya sa isang buck converter, kung saan nahulog ko ang 11V ng baterya sa 9.6V ng mga motor. Mula doon, itinakda ko ang multimeter sa 10A kasalukuyang mode at nakumpleto ang circuit. Nabasa ng aking metro na ang mga motor ay nangangailangan ng 300 mA ng kasalukuyang tunog upang mai-on ang libreng hangin.

Habang maaaring hindi ito tunog ng marami, ang pagsukat na tunay naming pinahahalagahan ay ang kasalukuyang stall ng mga motor. Upang sukatin ito, inilagay ko ang aking mga kamay sa mga gulong upang maiwasan ang kanilang pagliko. Nang tumingin ako sa aking metro, ipinakita nito ang isang solidong 1A.

Alam na ang mga motor na nagmamaneho ay maglalagay ng halos isang amp, pagkatapos ay nagpatuloy ako upang subukan ang mga manibela na motor na gumuhit ng 500mA kapag na-stall. Sa kaalamang ito, napagpasyahan ko na maaari kong patayin ang buong system ng isang RC drone baterya at dalawang LM2596 buck converter *.

* Bakit dalawang-buck Controllers? Kaya, ang bawat LM2596 ay may maximum na kasalukuyang 3A. Kung pinapagana ko ang lahat sa isang buck converter, kukuha ako ng maraming kasalukuyang, at samakatuwid, magkakaroon ako ng medyo malalaking boltahe na mga spike. Sa pamamagitan ng disenyo, ang puwersa ng Arduino Nano ay nagpapahinga sa tuwing mayroong isang malaking boltahe na spike. Samakatuwid, gumamit ako ng dalawang mga converter upang magaan ang karga at mapanatili ang Nano na nakahiwalay mula sa mga motor.

Ang isang huling mahalagang sangkap na kailangan namin ay isang Li-Po cell voltage tester. Ang layunin ng paggawa nito ay upang protektahan ang baterya mula sa sobrang paglabas upang maiwasan ang pagkasira ng buhay ng baterya (laging panatilihin ang boltahe ng cell ng isang baterya na nakabatay sa lithium sa itaas 3.5V!)

Hakbang 8: RC Car Circuit

Sa labas ng isyu ng kuryente, makakagawa na tayo ng circuit. Sa itaas ay ang eskematiko na ginawa ko para sa RC car.

Tandaan na hindi ko isinama ang koneksyon ng baterya voltmeter. Upang magamit ang voltmeter, ang kailangan mo lang gawin ay ikonekta ang balanse ng konektor sa kani-kanilang mga pin ng voltmeter. Kung hindi mo pa nagagawa ito bago, mag-click sa video na naka-link sa seksyong Mga Dagdag na Pagbasa upang matuto nang higit pa.

Mga Tala sa Circuit

Ang mga pin na paganahin (1, 9) sa L293D ay nangangailangan ng isang PWM signal upang magkaroon ng variable na bilis. Nangangahulugan iyon na ilang mga pin lamang sa Arduino Nano ang maaaring konektado sa kanila. Para sa iba pang mga pin sa L293D, anumang bagay ay napupunta.

Dahil ang NRF24L01 + ay nakikipag-usap sa SPI, dapat nating ikonekta ang mga SPI pin sa mga SPI pin sa Arduino Nano (kaya ikonekta ang MOSI -> MOSI, MISO -> MISO, at SCK -> SCK). Mahalaga ding mapansin na ikinonekta ko ang IRQ pin ng NRF24 sa pin 2 sa Arduino Nano. Ito ay dahil mababa ang IRQ pin sa bawat oras na ang NR24 ay tumatanggap ng isang mensahe. Alam ito, maaari kong mag-trigger ng isang nakakagambala upang sabihin sa Nano na basahin ang radyo. Pinapayagan nito ang Nano na gumawa ng iba pang mga bagay habang naghihintay para sa bagong data.

Hakbang 9: PCB

Tulad ng nais kong gawin itong isang modular na disenyo, lumikha ako ng isang PCB gamit ang perf board at maraming mga header pin.

Hakbang 10: Pangwakas na Mga Koneksyon

Sa tapos na ang PCB at nawasak ang kotseng RC, gumamit ako ng mga wire ng buaya upang subukan kung gumagana ang lahat.

Matapos masubukan na ang lahat ng mga koneksyon ay tama, pinalitan ko ang mga wire ng buaya gamit ang totoong mga kable at pinatali ang lahat ng mga bahagi sa tsasis.

Sa puntong ito, maaaring napagtanto mo na ang artikulong ito ay hindi isang sunud-sunod na gabay. Ito ay dahil imposibleng isulat ang bawat solong hakbang sa halip, sa halip, ang mga susunod na hakbang sa Mga Tagubilin ay ang pagbabahagi ko ng ilang mga tip na natutunan habang ginagawa ang kotse.

Hakbang 11: Tip 1: Pagkalalagay ng Module ng Radyo

Upang madagdagan ang saklaw ng kotseng RC, inilagay ko ang module ng radyo ng NRF na malayo sa gilid hangga't maaari. Ito ay dahil ang mga alon ng radyo ay sumasalamin sa mga metal tulad ng PCB at mga wire, samakatuwid, binabawasan ang saklaw. Upang malutas ito, inilalagay ko ang module sa pinaka gilid ng PCB at pinutol ang isang hiwa sa pabahay ng kotse upang payagan itong manatili.

Hakbang 12: Tip 2: Panatilihing Modular Ito

Ang isa pang bagay na ginawa ko na nai-save ako ng ilang beses ay ang pagkonekta sa lahat sa pamamagitan ng mga header pin at mga bloke ng terminal. Pinapayagan nito ang madaling pagpapalit ng mga bahagi kung pinirito ang isa sa mga bahagi (para sa anumang kadahilanan …).

Hakbang 13: Tip 3: Gumamit ng Mga Heat Sink

Ang mga motor sa aking kotseng RC ay itinutulak ang L293D sa mismong mga hangganan nito. Habang ang driver ng motor ay maaaring hawakan ng hanggang sa 600 mA tuloy-tuloy, nangangahulugan din ito na napakainit at mabilis! Ito ang dahilan kung bakit magandang ideya na magdagdag ng ilang thermal paste at heatsink upang maiwasan ang pagluluto mismo ng L293D. Gayunpaman, kahit na sa heat sinks ang chip ay maaari pa ring maging napakainit upang hawakan. Ito ang dahilan kung bakit magandang ideya na hayaang lumamig ang kotse pagkalipas ng 2-3 minuto ng paglalaro.

Hakbang 14: Oras ng Controller ng RC

Sa tapos na ang kotseng RC, maaari nating simulang gawin ang controller.

Tulad ng kotseng RC, bumili din ako ng controller habang iniisip na may magagawa ako rito. Ironically, ang taga-kontrol ay talagang isang IR kaya gumagamit ito ng IR LEDs upang makipag-usap sa pagitan ng mga aparato.

Ang pangunahing ideya sa pagbuo na ito ay panatilihin ang orihinal na board sa loob ng controller at itayo ang Arduino at NRF24L01 + sa paligid nito.

Hakbang 15: Mga Pangunahing Kaalaman sa Joystick

Ang pagkonekta sa isang analog na joystick ay maaaring maging nakakatakot lalo na dahil walang breakout board para sa mga pin. Walang pag-aalala! Ang lahat ng mga analog na joystick ay tumatakbo sa parehong alituntunin sa paggabay at karaniwang may parehong pinout.

Mahalaga, ang mga analog na joystick ay dalawang potentiometers lamang na nagbabago ng paglaban kapag inilipat sa iba't ibang direksyon. Halimbawa, kapag inilipat mo ang joystick sa kanan, ang x-axis potentiometer ay nagbabago ng halaga. Ngayon kapag inilipat mo ang joystick pasulong, binabago ng potensyomiter ng y-axis ang halaga.

Sa pag-iisip na ito, kung titingnan natin ang ilalim ng analog joystick, nakikita natin ang 6 na mga pin, 3 para sa x-axis potentiometer, at 3 para sa potensyomiter ng y-axis. Ang kailangan mo lang gawin ay upang ikonekta ang 5V at ground sa mga labas na pin at ikonekta ang gitnang pin sa isang analog input sa Arduino.

Tandaan na ang mga halaga para sa potensyomiter ay mai-map sa 1024 at hindi 512! Nangangahulugan ito na kailangan naming gamitin ang function na builtin na mapa () sa Arduino upang makontrol ang anumang mga digital na output (tulad ng PWM signal na ginagamit namin upang makontrol ang L293D). Ginagawa na ito sa code ngunit kung plano mong isulat ang iyong sariling programa dapat mong tandaan iyon.

Hakbang 16: Mga Koneksyon ng Controller

Ang mga koneksyon sa pagitan ng NRF24 at ng Nano ay pareho pa rin para sa controller ngunit minus ang koneksyon ng IRQ.

Ang circuit para sa controller ay ipinapakita sa itaas.

Ang pag-modding ng isang controller ay tiyak na isang uri ng sining. Ginawa ko na ang puntong ito ng hindi mabilang na beses, ngunit hindi posible na magsulat ng isang hakbang-hakbang kung paano ito gagawin. Kaya, tulad ng ginawa ko kanina, magbibigay ako ng kaunting mga tip sa natutunan habang ginagawa ang aking controller.

Hakbang 17: Tip 1: Gamitin ang Mga Bahagi sa Iyong Pagtatapon

Ang espasyo ay talagang masikip sa controller, samakatuwid, kung nais mong isama ang anumang iba pang mga input para sa kotse, gamitin ang mga switch at knobs na naroroon. Para sa aking tagakontrol, kumonekta rin ako ng isang potensyomiter at isang 3-way switch sa Nano.

Isa pang bagay na dapat tandaan na ito ang iyong controller. Kung ang mga pinout ay hindi umaangkop sa iyong magarbong maaari mong palaging ayusin ang mga ito!

Hakbang 18: Tip 2: Alisin ang Hindi kinakailangang mga Bakas

Dahil ginagamit namin ang orihinal na board, dapat mong i-scrape ang lahat ng mga bakas na pupunta sa mga analog na joystick at sa anumang iba pang mga sensor na iyong ginagamit. Sa pamamagitan nito, pipigilan mo ang pagkakataon na mangyari ang anumang hindi inaasahang pag-uugali ng sensor.

Upang magawa ang mga pagbawas na ito, ginamit ko lamang ang isang pamutol ng kahon at naiskor ang PCB ng ilang beses upang maihiwalay talaga ang mga bakas.

Hakbang 19: Tip 3: Panatilihing Maikli ang Mga Wires Bilang Maaaring Maging

Ang tip na ito ay partikular na nagsasalita tungkol sa mga linya ng SPI sa pagitan ng Arduino at ng module na NRF24, ngunit totoo rin ito sa iba pang mga koneksyon. Ang NRF24L01 + ay lubos na sensitibo sa pagkagambala kaya kung ang anumang ingay ay nakuha ng mga wires, masisira nito ang data. Ito ay isa sa pangunahing mga kakulangan ng komunikasyon ng SPI. Gayundin, sa pamamagitan ng pagpapanatili ng mga wires na maikli maaari, gagawin mo ring mas malinis at mas organisado ang buong controller.

Hakbang 20: Tip 4: Pagkalagay! Paglalagay! Paglalagay

Bukod sa pinapanatili lamang ang mga wires hangga't maaari, nangangahulugan din ito na panatilihin ang distansya sa pagitan ng mga bahagi nang mas maikli hangga't maaari.

Kapag nagmamanman para sa mga lugar upang mai-mount ang NRF24 at ang Arduino, tandaan na panatilihin ang mga ito bilang malapit hangga't maaari sa bawat isa at sa mga joystick.

Ang isa pang bagay na dapat tandaan ay kung saan ilalagay ang module na NRF24. Tulad ng sinabi kanina, ang mga alon ng radyo ay hindi dumaan sa metal, samakatuwid, dapat mong i-mount ang module na malapit sa gilid ng controller. Upang gawin ito, pinutol ko ang isang maliit na slit na may Dremel upang hayaang dumikit ang NRF24 sa gilid.

Hakbang 21: Code

Marahil ang pinakamahalagang bahagi ng pagbuo na ito ay ang aktwal na code. Nagsama ako ng mga komento at lahat kaya hindi ko ipaliwanag ang bawat linya sa pamamagitan ng linya.

Sa nasabing iyon, ang ilang mahahalagang bagay na nais kong ituro ay kakailanganin mong i-download ang NRF24 library upang patakbuhin ang mga programa. Kung wala ka pang naka-install na mga aklatan, iminumungkahi kong suriin mo ang mga tutorial na naka-link sa seksyon ng Mga Dagdag na Pagbasa upang malaman kung paano. Gayundin, kapag nagpapadala ng mga signal sa L293D, huwag kailanman buksan ang mga direksyon sa direksyon. Paikliin nito ang driver ng motor at maging sanhi ng pagkasunog nito.

Github-

Hakbang 22: Pangwakas na Produkto

Sa wakas, pagkatapos ng isang taon ng pagkolekta ng alikabok at 3 linggo ng manu-manong paggawa, natapos ko na rin sa wakas ang paggawa ng Upcycled RC Car. Habang dapat kong tanggapin, wala kahit saan kasing lakas ng mga kotse na nakikita sa pagpapakilala na lumabas nang mas mahusay kaysa sa naisip ko. Ang kotse ay maaaring magmaneho ng 40-ish minuto bago ito maubusan ng lakas at maaaring umabot sa 150m ang layo mula sa controller.

Ang ilang mga bagay na tiyak na gagawin ko upang mapabuti ang kotse ay upang palitan ang L293D para sa L298, isang mas malaki, mas malakas na driver ng motor. Ang isa pang bagay na gagawin ko ay palitan ang default na module ng radyo ng NRF para sa pinalakas na bersyon ng antena. Ang mga pagbabago na ito ay tataas ang metalikang kuwintas at ang saklaw ng kotse ayon sa pagkakabanggit.

Hakbang 23: Dagdag na mga Pagbasa:

NRF24L01 +

• Nordic Semiconductor Datasheet
• Pakikipag-usap sa SPI (Artikulo)
• Pangunahing Pag-set up (Video)
• In-Lalim na Tutorial (Artikulo)
• Mga Advanced na Tip at Trick (Video Series)

L293D

• Datasheet ng Mga Instrumentong Texas
• In-Lalim na Tutorial (Artikulo)