Considerem la possibilitat de crear un vehicle amb oruga amb un disseny bastant bàsic que es pugui muntar literalment en un parell de vespres. Tota l'estructura es pot dividir aproximadament en dues parts: el xassís de rastreig i la part elèctrica, que proporcionarà el control remot de la màquina des del comandament remot.
Fabricació de xassís
No es necessitaran molts materials: les vies seran accionades per un parell de motorreductors, la base de tota l'estructura serà una petita peça de fusta contraxapada gruixuda i també necessitareu diverses rodes de plàstic sobre les quals giraran les vies. Per a la màquina, podeu utilitzar gairebé qualsevol motorreductor de mida adequada, els "grocs" són ideals, que es poden trobar a moltes botigues de peces de ràdio, o els podeu comprar a Ali, la caixa de canvis que hi ha proporciona una relació de transmissió d'1: 48, que per a aquest cas és el valor més òptim.
Cada caixa de canvis té sortida a dos eixos, a costats oposats de la carrosseria: per al xassís de oruga, només s'utilitzarà un eix de cada motor, el segon es pot treure completament o deixar-lo en cas que aquests motors encara siguin necessaris en altres projectes.Cal subjectar les rodes als eixos; la manera més senzilla de fer-ho és cargolar un cargol autorroscant a l'eix mateix (és buit a l'interior), de manera que les rodes s'enganxin bé. Per a una fixació addicional i per evitar que el cargol autorroscant es desenrotlli, podeu lubricar generosament la junta amb cola. Tingueu en compte que la roda és doble: es fa un espai d'aproximadament 3-4 mm entre cada roda; en el futur, l'eruga es fixarà amb ella.
Els motors estan muntats sobre una peça de fusta contraxapada duradora; la seva mida es pot escollir arbitràriament, depenent de la mida desitjada de la màquina. Aquests motorreductors no ofereixen cap lloc convenient per a la fixació, així que els vaig arreglar amb cola calenta: unes bones barres de cola proporcionen una excel·lent qualitat de connexió, com ha demostrat l'experiència.
A continuació, al costat oposat dels motors, cal assegurar les cantonades per a l'eix de les rodes davanteres. Per fer-ho, us recomano molt utilitzar peces d'un conjunt de construcció de ferro per a nens: allà podeu trobar racons ja fets amb forats. Quan feu un forat a la fusta contraxapada, heu de tenir en compte que en el futur haureu d'ajustar la tensió de les vies, de manera que haureu de perforar una sèrie de forats d'aproximadament 1-1,5 cm de llarg, que després es connecten en un sol. ranura oblonga. D'aquesta manera, tot l'eix davanter es mourà cap endavant i cap enrere, cargolat al seu lloc.
S'enrosca un passador als forats de les cantonades; és convenient utilitzar M4, proporciona una rigidesa suficient i al mateix temps s'adapta als forats de les parts del constructor de ferro. El pern s'ha de fixar fermament a les cantonades; és convenient utilitzar femelles de bloqueig per a això; no es desenroscaran per si soles quan la màquina comenci a moure's. Les mateixes rodes dobles s'instal·len als laterals que a la part posterior, amb exactament el mateix espai lliure.Les rodes han de girar lliurement sobre l'eix; això es pot assegurar amb les mateixes femelles de bloqueig. Tingueu en compte que les rodes esquerra i dreta han de girar independentment entre elles. Vaig agafar aquestes rodes del mateix conjunt de construcció de ferro, però podeu tallar-ne de similars de plàstic o cartró gruixut, si les doblegueu en diverses capes i les enganxeu.
Fent erugues
No obstant això, és difícil d'imaginar que es poden fer pistes excel·lents amb bona tracció amb una catifa de bany de PVC, que es pot trobar a gairebé qualsevol ferreteria. Aquesta catifa consta de moltes "tintes" flexibles connectades entre si per fils paral·lels, que és el que es necessita per crear una eruga. Es talla una tira d'1,5-2 cm d'amplada de la catifa; ha de ser igual a l'amplada de les rodes utilitzades.
A continuació, heu d'enganxar la cinta a les rodes connectades al xassís i tallar-la a la longitud necessària, després els extrems de la cinta s'enganxen amb supercola. Després que la cola s'hagi assecat, podeu provar l'eruga al xassís i fins i tot encendre el motor: l'eruga girarà, però caurà ràpidament de les rodes.
Per assegurar-vos que l'eruga no caigui de les rodes, fins i tot quan el futur vehicle passa per sobre d'obstacles, heu de fer parades convexes al centre de l'eruga. En girar, cauran a l'espai entre les rodes, evitant que la pista es desprengui. Hi ha moltes maneres de fer aquestes parades; vaig decidir enganxar llumins a cada "pas" de l'eruga; com ha demostrat l'experiència, aquest mètode va funcionar i amb la tensió suficient l'eruga no es va caure en absolut. Els llumins es tallen en trossos de 5-6 mm de llarg i s'enganxen, com es mostra a la foto següent, s'utilitza la mateixa supercola: assegura una bona força d'unió amb el material de la catifa de PVC.
Totes les mateixes accions s'han de fer amb la segona eruga.Després d'enganxar els llumins, les vies es poden considerar a punt: ara confien en el xassís i ja poden comprovar com es conduirà el futur cotxe aplicant la tensió de la bateria directament als dos motors. Si cal, cal ajustar la força de tensió: una pista massa feble girarà o caurà, i una pista massa estreta girarà amb força, posant una tensió addicional al motor.
Part elèctrica
A la part elèctrica, necessitareu diverses plaques alhora: plaques receptores i emissores per transmetre ordres des del comandament a distància, convertidors boost per alimentar els motors, així com plaques “pont” per permetre que cada motor giri en ambdues direccions. L'esquema general és el següent: la placa transmisora s'instal·larà al comandament a distància, la placa receptora al xassís de la màquina. Els convertidors boost converteixen la tensió de les bateries (3,7 - 4,2 volts) a un nivell de 7-8 volts, des del qual s'alimentaran els motors. Si els motors desenvolupen prou velocitat directament des de la bateria, no cal instal·lar convertidors. La rotació dels motors estarà controlada per circuits pont: circuits especials amb transistors d'efecte de camp que poden subministrar la sortida amb una tensió d'una o altra polaritat, depenent de quina entrada (en 1 o en 2) el senyal de control des de la placa receptora rebrà. Primer, mirem els circuits transmissor i receptor, que es presenten a continuació respectivament.
Per ser precisos, aquests circuits s'anomenen codificador i descodificador, i el receptor i el transmissor són mòduls RX-TX ja fets a una freqüència de 433 MHz, que es poden comprar fàcilment a Ali o a moltes botigues de peces de ràdio: Cadascun dels mòduls té tres contactes per a la connexió: potència més, menys, així com un contacte de DADES per enviar o rebre dades.Els circuits senzills presentats anteriorment proporcionen un protocol de transferència de dades, que us permet processar prems de 5 botons. Per controlar la màquina només necessitareu 4 canals (davant, enrere, dreta, esquerra), de manera que el 5è canal roman lliure i es pot utilitzar per a qualsevol propòsit, per exemple, encendre i apagar els fars. Els contactes TXD i RXD dels diagrames estan connectats als contactes DATA del transmissor i del receptor, respectivament; en cas contrari, els diagrames són senzills i difícilment requereixen explicació. La tensió d'alimentació dels propis circuits és de 3,5-5 volts, però, si instal·leu estabilitzadors 78l05 (s'indiquen als diagrames), podeu alimentar-los amb una tensió de 7 volts o més. Les plaques de circuits impresos ofereixen les dues opcions d'alimentació; només cal que instal·leu ponts als llocs adequats. Per al seu ús en una màquina, tant el receptor com el transmissor es poden alimentar directament des de bateries sense estabilitzadors. Cadascun dels circuits té un microcontrolador: s'ha de flashejar amb el microprogramari adequat; el microprogramari es troba a l'arxiu juntament amb els fitxers de la placa.
Arxiu amb esquemes, firmware i plaques:
Realització del comandament a distància
Com a opció, podeu utilitzar un comandament a distància ja fet d'alguna joguina radiocontrolada trencada o innecessària, si hi ha prou espai a l'interior per instal·lar la placa codificadora. O podeu fer el vostre propi comandament a distància, com vaig fer jo. Com a base, vaig utilitzar una altra peça de fusta contraxapada, muntant-hi un suport per a una bateria 18650, una placa codificadora amb un mòdul receptor, així com 4 botons, disposant-los per a la màxima facilitat de control.Tingueu en compte que la placa codificadora ja conté espais de muntatge per als botons a la placa; la seva instal·lació no és necessària, excepte per comprovar la funcionalitat després del muntatge. Els botons de funcionament s'eliminen del tauler amb cables, com a les fotografies següents.
Muntatge de l'electrònica al xassís
Al mateix xassís, per tant, a més de la placa descodificadora amb el mòdul receptor, s'instal·laran dues plaques “pont” i dos convertidors. El millor d'utilitzar dos convertidors, un per a cada motor, és que podeu ajustar la velocitat de cada pista per separat. Tot i que els motorreductors són idèntics, encara tenen una certa variació en els paràmetres, de manera que fins i tot amb la mateixa tensió d'alimentació poden produir velocitats lleugerament diferents; ajustant la tensió a la sortida dels convertidors, es pot aconseguir la mateixa velocitat. Una distorsió de la velocitat, fins i tot una petita, portarà al fet que el cotxe no condueixi recte, sinó amb un lleuger gir. A continuació, a la foto, podeu veure totes les plaques necessàries per a la instal·lació al xassís.
Foto detallada de la placa descodificadora. Tingueu en compte que, com la placa codificadora, té diversos condensadors d'alimentació addicionals; definitivament no seran superfluos en dispositius amb microcontroladors.
Muntatge de circuits pont
Semblaria per què es necessita algun tipus de circuit de pont, perquè n'hi ha prou amb aplicar tensió als motors amb una clau. I realment no és necessari si el cotxe no requereix marxa enrere, i la pràctica demostra que sense ella no és gens interessant. Per tant, cal muntar un petit circuit addicional que proporcioni un canvi de polaritat per al motor. La polaritat canvia - la direcció del moviment canvia.
El motor està connectat a aquest circuit i també conté dues entrades: in1 i in2, apliqueu 3-5 volts a una entrada; el motor gira en una direcció, aplica 3-5 volts a l'altra; el motor gira a l'altra. direcció. Si no es subministra tensió a cap entrada, o s'aplica a les dues entrades alhora, el motor no gira, aquesta és la lògica simple de funcionament. Hi ha 4 transistors d'efecte de camp al circuit que canviaran el motor, de manera que s'han de dissenyar per a un corrent prou alt. Dos d'ells són de canal N, podeu utilitzar AO3400, els altres dos són de canal P, AO3401 és adequat. També al diagrama hi ha dos transistors NPN bipolars; BC847 o qualsevol altre similar ho farà. Per no ocupar gaire espai al xassís, recomano muntar aquest circuit amb components SMD. Díodes: els que vulgueu, per exemple, 1N4148W. La potència d'entrada d'aquest circuit (designada com a 12 V) es subministra amb tensió del convertidor. Tingueu en compte que el circuit s'ha de muntar en dues còpies: per als motors esquerre i dret, respectivament, s'alimentaran des d'un i des del segon convertidor. Les fotos dels taulers muntats es mostren a continuació.
Ara podeu procedir directament a la instal·lació, i el primer pas és instal·lar un parell de suports per a bateries 18650 a la part superior del xassís; tota l'electrònica s'alimentarà des d'ells; les bateries estan connectades en paral·lel.
Davant de les bateries, a la part frontal, s'instal·la una placa descodificadora que es pot connectar immediatament mitjançant un interruptor als contactes dels suports. Per comoditat, aquest tauler també en té 5 LEDs – quan premeu les tecles del comandament a distància, s'il·luminaran les corresponents LEDs.
Un parell de convertidors i un parell de plaques de pont estan connectats a la part inferior, sota el xassís.Tot es connecta immediatament per cables: les entrades dels convertidors mitjançant un interruptor als suports, les sortides dels convertidors per alimentar les plaques del pont i les sortides dels ponts, al seu torn, als motors. Cal tenir en compte que els motors sota càrrega poden consumir un corrent força gran; per tant, a l'entrada dels convertidors, el corrent consumit serà aproximadament 2 vegades més gran i en alguns moments pot arribar a 1-1,5 amperes, per la qual cosa cal subministrar energia amb cables bastant gruixuts.
Queda l'última etapa final del muntatge: heu de connectar les sortides del descodificador (s'utilitzaran 4 de 5 sortides) a les entrades del pont (in1, in2), de manera que quan premeu determinades tecles del comandament a distància, la màquina reacciona de la manera desitjada. És a dir:
- Prement "endavant": tots dos motors giren en la mateixa direcció.
- Prement "enrere": tots dos motors giren en sentit contrari.
- Prement "dreta": el motor esquerre gira cap endavant, el motor dret gira cap enrere, mentre que la màquina gira en sentit horari al seu lloc.
- Prement "esquerra": el motor dret gira cap enrere, el motor esquerre gira cap endavant, la màquina gira en sentit contrari a les agulles del rellotge.
- Si premeu "endavant" i "dreta" simultàniament: el motor esquerre gira cap endavant, el dret es queda quiet, per tant es produeix un gir suau.
- Prement "endavant" i "esquerra" simultàniament és similar, però en l'altra direcció.
Per implementar aquesta lògica, cal connectar les sortides del descodificador a les entrades del pont tal com es mostra a continuació.
Les sortides del descodificador es mostren a continuació, amb una d'elles lliure i es pot utilitzar per a altres accions. Els díodes aquí es poden utilitzar amb el mateix 1N4148, soldat mitjançant un muntatge superficial directament a les sortides del descodificador.
Proves
En aquest punt, s'ha completat el muntatge de la màquina, podeu introduir les bateries i comprovar el funcionament. En aquest cas, no seria dolent comprovar el consum actual: en absència d'ordres del comandament a distància, hauria de ser petit, unes desenes de mA. L'abast del comandament a distància dependrà dels mòduls receptor i transmissor utilitzats; la majoria de les vegades proporcionen una àrea de recepció fiable d'uns 20-30 metres en condicions urbanes, que és suficient per controlar la màquina. Les antenes ajudaran a augmentar significativament l'abast; podeu agafar trossos de filferro de coure de 17 cm de llarg (per a una freqüència de 433 MHz) i soldar-los als contactes "formigues" dels mòduls.
Així, el resultat és una joguina molt entretinguda per a nens i adults: les pistes de catifes de PVC ofereixen una excel·lent adherència a qualsevol superfície, de manera que la màquina pot superar els obstacles fàcilment. Els avantatges de la versió amb oruga també inclouen la facilitat de control: no cal instal·lar mecanismes de direcció addicionals, tot el control només es produeix canviant la direcció de gir de les vies. El desavantatge del disseny del xassís descrit es pot anomenar la petita "alçada lliure al terra": els motors es troben sota la part inferior i ocupen força espai allà, però això no interfereix amb el plaer de "conduir", i si desitjat, aquest desavantatge es pot eliminar afegint un eix addicional per a les rodes posteriors i col·locant els motors a la part superior. Feliç construcció!
