воскресенье, 21 мая 2017 г.

Радиоуправляемый аэромобиль

Основное назначение любой радиоуправляемой игрушки - это получать удовольствие от её использования, а если эта игрушка сделана своими руками то, плюс к этому, ещё и получать удовольствие от того что её сам собрал. Чаще всего игрушкой является какое либо уменьшенное средство передвижения например автомобиль или самолёт но и то и другое обычно сложно изготовить. Чем меньше в устройстве движущихся частей тем меньше проблем с механикой и тем проще его изготовить. Транспортное средство приводимое в движение двумя моторами с пропеллерами и поворачивающаяся при ассиметричной тяге содержит мало движущихся частей. Для того чтобы такое средство могло перемещаться по земле, ему можно приделать свободно вращающиеся колёса, которыми могут являться небольшие подшипники. С ними данное устройство (далее аэромобиль) сможет перемещаться по гладкой ровной поверхности (для неровной тяги всё равно не хватит). Если колёса сделать вращающимися только по одной оси, для каждого, то единственными движущимися частями будут колёса и роторы моторов с пропеллерами. Моторы должны быть достаточно мощными и лёгкими для того чтобы потянуть аэромобиль напр. такими http://ali.pub/1h7495 (два минимотора с двумя пропеллерами) которые используются в авиамоделях. Моторы с пропеллерами лучше купить готовые т.к. они не дороги, особенно маленькие. Источник питания тоже должен быть лёгким и мощным иначе из за лишнего веса будет большое трение а из за малой мощности - малая тяга из за чего аэромобиль может не задвигаться или не поворачиваться. Также на способность перемещаться влияют колёса, они должны оказывать малое сопротивление, лучше чтобы колёсами были маленькие шарикоподшипники например такие которые имеются в маленьких бесколлекторных вентиляторах. Источником питания например может быть литий железо фосфатный аккумулятор с 3.2В напряжением и размером с пальчиковую батарейку (АА) http://ali.pub/1h7foe (LiFePo4 аккумулятор 3.2В AA) или литий полимерный аккумулятор для маленьких авиамоделей с напряжением 3.7В. Первый тяжелее, и больше но, по идее, надёжнее и должен дольше работать не портясь так быстро как второй. Второй легче если первого хватает то можно поставить и его. Первый также можно использовать как замену обычным пальчиковым батарейкам только нужно помнить что напряжение у него больше и один такой заменяет две батарейки поэтому в отсек с двумя батарейками надо поставить один аккумулятор и одну перемычку вместо второй батарейки. Для них необходимы зарядные устройства при заказе которого необходимо обратить внимание на вилку т.к. Китае, например, вилки с плоскими контактами а не цилиндрическими, как в России. Электронику можно сделать на Ардуино - это тоже сильно сэкономит время и упростит процесс создания этой электроники. Ардуино программировать, для данных целей, проще всего остального, на данный момент. Для простой игрушки нет смысла ставить высокопроизводительные микроконтроллеры вроде STM32 (хотя можно и было бы лучше (напр. бесшумный ШИМ и т.д.)). Можно сделать электронику без микроконтроллеров - так тоже было бы лучше и менее избыточно но для изготовления простой игрушки для большинства людей, всё же скорее всего, лучше подойдёт ардуино. Ардуино можно изготовить самому или купить готовое (лучше готовое) но рассотрим вариант когда дома завалялось много устаревших микроконтроллеров atmega8 из которых надо что нибудь сделать чтобы они просто так не валялись. Если не так то схему не трудно переделать под другой микроконтроллер, просто те же самые дополнительные элементы нужно подключить к тем же самым выводам на другом микроконтроллере.
Рисунок 1 - Аэромобиль

Для радиоприёма используется популярный недорогой (на момент написания данной статьи) радиомодуль NRF24L01+ http://ali.pub/1h8xa9. Для управления двигателями имеется два полевых транзистора которые управляются напряжением логического уровня (3.3В). Обычно для открытия полевого транзистора нужны напряжения около 9В. Если полевой транзистор может управляться напряжением логического уровня то его затвор можно соединить напрямую с выводом микроконтроллера - это очень удобно и очень просто! http://ali.pub/1h7kzx (logic level mosfet) Такие транзисторы хорошо подходят для разного рода самоделок на Ардуино. В схеме, на всякий случай, есть резисторы между выводами аппаратного ШИМа микроконтроллера и затворами. Эти резисторы, по идее, должны ограничивать токи заряда паразитных ёмкостей затворов транзисторов но возможно что в них нет необходимости из за того что эти ёмкости не большие. А может и нет но на всякий случай можно поставить. Обратные диоды - для защиты транзисторов от высокого напряжения которое возникает при размыкании обмотки подключённой к источнику напряжения. Для фильтрации помех можно поставить конденсаторы по питанию. Обычно ставят один электролитический с большой ёмкостью и один плёночный или керамический для того чтобы убирать высокочастотные помехи. Но, практика показала, что эти конденсаторы могут не помочь. Для того чтобы аэромобиль запустился как положено надо сначала подать питание на микроконтроллер и радиомодуль потом подать питание на пуль управления и после того как между ними установиться связь и всё запуститься (обычно меньше секунды) нужно подавать питание на силовую часть т.е. на двигатели с транзисторами. Схема пульта приведена на рисунке:
Рисунок 2 - Пульт управления аэромобилем

В схеме есть лишние кнопки но это по тому что данный пульт почти такой же как и тот что описывался в статье http://electe.blogspot.ru/2016/07/blog-post.html (Машина на радиоуправлении). Кнопки можно оставить и потом добавить какие нибудь доплнительные функции.

Скетч для передатчика написан не заново а немного дополнен для того чтобы можно было управлять и машинкой и аэромобилем не переделывая его и не делая новый пульт.

Скетчь для пульта https://yadi.sk/d/pFgIvFUk3JNtx5

Скетчь для аэромобиля https://yadi.sk/d/VfzgZKM63JNtxs

Собранный аэромобиль может выглядеть например так:


Проверку аэромобиля и кое что ещё можно увидеть на видео:
Ссылки на детали:
http://ali.pub/1h7495 (два минимотора с двумя пропеллерами)
http://ali.pub/1h7foe (LiFePo4 аккумулятор 3.2В AA)
NRF24L01+ http://ali.pub/1h8xa9
транзисторы надо выбрать N канальные но можно и P канальные только схему придётся немного переделать http://ali.pub/1h7kzx (logic level mosfet)
atmega8 http://ali.pub/qgw75 но если она не завалялась то лучше брать что нибудь поновее напр. atmega168 или atmega328 в atmega168 16 килобайт памяти в atmega328 соответственно 32 хотя в данном случае это не важно, восьмой вполне хватит и ещё много лишнего останется, если она дешевле то можно брать её но лучше взять готовое ардуино мини или нано, тогда меньше паять придётся и немного переподключить провода.



КАРТА БЛОГА (содержание)

Комментариев нет:

Отправить комментарий