Приветствую, радиолюбители-самоделкины!
В детстве многие мечтают о собственной машинке на радиоуправлении — ведь это же настоящее маленькое чудо, когда небольшая машинка может передвигаться по комнате самостоятельно, по командам её обладателя с пульта. У кого-то эта мечта сбылась ещё в детстве, а кто-то, может быть, уже повзрослев всё ещё о ней мечтает, ведь, как говорится, первые 40 лет — самые трудные в жизни мальчика. Машинка на радиоуправлении кажется чем-то достаточно сложным, ведь помимо шасси нужно собрать и всю электронику, приёмник и передатчик радиосигналов, схему для поворотов и управления моторами. На самом же деле, если разбить конструкцию на несколько отдельных частей, то всё становится гораздо проще. В этой статье речь пойдёт о создании самодельной машинки и пульта к ней, такую машинку можно назвать довольно примитивной, ведь она даже не имеет отдельного шасси — основанием служит сама плата, но зато дёшева в изготовлении и имеет небольшие размеры и хорошую маневренность.
Первым делом необходимо разобраться с приёмом и передачей команд по радиоканалу. Для этого можно использовать одну из разрешённых частот, например, 433 или 315 МГц — на этих частотах работают различные системы контроля доступа, шлагбаумы, автосигнализации. Приёмник и передатчик можно изготовить самостоятельно, однако гораздо рациональнее будет купить готовые модули, например, FS1000A, представленные на картинке ниже. Эти модули стоят не более 100 рублей, но зато могут обеспечить уверенную связь в черте города на расстоянии до 30 м, к тому же имеют миниатюрные размеры.
Данная пара приёмник-передатчик работает с амплитудной модуляцией, сигнал несущей частоты либо передаётся, либо нет, данный принцип хорошо показан на картинке ниже. Передатчик имеет три вывода — два для питания и один для входа данных. Приёмник также имеет три вывода — под питание и съём данных (этот контакт продублирован на два штырька).
Для того, чтобы с помощью таких приёмника и передатчика организовать дистанционное управление, необходима схема кодера и декодера, которые будут стоять, соответственно, в пульте управления и на самой машинке. И для той и для другой схемы потребуется микроконтроллер, который сможет формировать нужные формы импульсов. На схеме кодера имеются 4 кнопки — это как раз команды, в данном случае их как раз хватает для полноценного управления машиной — вперёд, назад, вправо, влево. Схема кодера представлена на картинке ниже.
Как можно увидеть, используется здесь микроконтроллер Attiny2313A, он является довольно распространённым и продаются практически в любом магазине радиодеталей. Для того, чтобы схема работала микроконтроллер необходимо прошить, то есть загрузить в его память прошивку, она представлена в архиве в конце статьи вместе со всеми печатными платами для проекта. Обратите внимание, что для кодера и декодера прошивки будут разными, важно их не перепутать. Крупным обозначением «ТХ» на схеме показан готовый модуль передатчика, о котором речь заходила выше. Питается этот модуль от того же напряжения, что и микроконтроллер. Контакт «Data» модуля подключается к 3-му выводу микроконтроллера, как указано на схеме. Для индикации служит двухцветный светодиод, если в наличии нет двухцветного — можно поставить просто два разноцветных светодиода, включив их встречно-параллельно. Также на схеме показан преобразователь напряжения, который повышает напряжение литий-ионного аккумулятора до уровня 5В. Однако схему можно питать и напрямую от аккумулятора — параметры от этого не станут хуже, а схема значительно упростится. В качестве кнопок можно использовать практически любые без фиксации. Возле 13 вывода микроконтроллера можно увидеть подстроечный резистор R6, с его помощью можно подбирать напряжение, при котором схема перестанет работать — отключится из-за того, что напряжение питания упало ниже определённого порога, также достаточно удобная опция. В случае срабатывания передача команд прекращается и начинает мигать красный светодиод.
Выше показана схема декодера а также некоторой обвязки — эта схема будет установлена непосредственно на шасси машинки. Обозначением «RX» здесь также показан готовый модуль приёмника, его контакт «data» подключается ко 2-му выводу микроконтроллера, используется здесь точно такой же Attiny2313A. В нижней части схемы можно увидеть организацию питания — источником служат два последовательно соединённых литий-ионных аккумулятора, суммарно они дают напряжение в 8,4 вольта, если заряжены полностью. Напрямую от аккумуляторов можно питать моторы, если они рассчитаны на соответствующее напряжение. Для питания логической части схемы стоит стабилизатор на 5В, выбран LM2940, так как он имеет низкое падение напряжения, всего 0,5В. Пара красных светодиодов загораются сразу после включения питания машинки, белые светодиоды светятся при движении машинки вперёд и при поворотах, а жёлтые включаются тогда, когда машинка движется назад — все светодиоды можно расположить по углам шасси и получится весьма приятная иллюминация. В правой части схемы имеются два «моста», каждый такой мост позволяет как угодно управлять электродвигателем, вращая его либо в одну сторону, либо в другую. Машинка не имеет руля, повороты осуществляются путём отключения одного из колёс — таким образом, при движении по прямой каждое колесо приводится в действие своим электродвигателем. В мостах используются полевые транзисторы, так как они имеют малое сопротивление открытого канала, а потому не создают дополнительные потерь. Обозначением «М» показаны сами электромоторы, их можно взять, например, из различных сломанных игрушек, при этом важно, чтобы моторы имели полностью одинаковые характеристики.
Ниже приведены сигналы, которые передаются между приёмником и передатчиком, чтобы хотя бы примерно представлять, как они выглядят.
Теперь несколько слов о шасси. Оно имеет три колеса, два из которых расположены сзади и управляются электродвигателями, одно впереди, на вращающемся креплении для возможности поворотов. Обратите внимание, что обороты электродвигателя без редуктора слишком большие, а крутящий момент наоборот слишком мал, чтобы вращать колеса напрямую, поэтому электромоторы нужно использовать с редукторами, на которые уже будет надеваться колесо. Либо можно поступить как автор — взять резиновые колёса с хорошим сцеплением и закрепить сверху моторы так, чтобы вал приживался к колесу. Небольшой диаметр вала мотора и большой диаметр самого колеса будут создавать нужное соотношение, как редуктор.
Пульт устанавливается в подходящий по размерам пластиковый корпус, наружу выводятся четыре кнопки с толкателями, никаких дополнительных особенностей. Таким образом, без лишних финансовых затрат возможно построить полноценную машинку на радиоуправлении, которая будет отличной игрушкой для детей и взрослых. Удачной сборки!
01.rar
[70,21 Kb] (скачиваний: 15)
Источник (Source)
Подборки: Радиоуправление Игрушка Схема Плата Электроника Микроконтроллер Транзистор Электродвигатель
Источник: