Zvažme vytvoření pásového vozidla s poměrně základním designem, které lze sestavit doslova za pár večerů. Celou konstrukci lze zhruba rozdělit na dvě části – pásový podvozek a elektrickou část, která bude zajišťovat dálkové ovládání stroje z dálkového ovladače.
Výroba podvozků
Nebude potřeba mnoho materiálů: pásy budou poháněny dvojicí motorů s převodovkou, základem celé konstrukce bude malý kousek silné překližky a budete potřebovat i několik plastových koleček, na kterých se budou pásy otáčet. Pro stroj můžete použít téměř všechny vhodné velikosti převodových motorů, ideální jsou „žluté“, které lze nalézt v mnoha obchodech s rádiovými díly, nebo je můžete zakoupit na Ali, převodovka v nich dává převodový poměr 1: 48, což je pro tento případ nejoptimálnější hodnota.
Každá převodovka má výstup na dvě hřídele, na opačných stranách karoserie - pro pásový podvozek bude použit pouze jeden hřídel z každého motoru, druhý lze zcela odstranit nebo ponechat pro případ, že by tyto motory byly ještě potřeba v jiných projektech.Na hřídele je nutné připevnit kola - nejsnáze to uděláte tak, že do samotné hřídele našroubujete samořezný šroub (je uvnitř dutý), takže kola budou dobře sevřít. Pro dodatečnou fixaci a zabránění vytočení samořezného šroubu můžete spoj štědře namazat lepidlem. Vezměte prosím na vědomí, že kolo je dvojité - mezi každým kolem je mezera přibližně 3-4 mm, v budoucnu bude housenka upevněna s ním.
Motory jsou osazeny na kusu odolné překližky, její velikost lze libovolně volit v závislosti na požadované velikosti stroje. Tyto převodové motory neposkytují žádná vhodná místa pro upevnění, takže jsem je připevnil horkým lepidlem - dobré lepicí tyčinky poskytují vynikající kvalitu spojení, jak ukázala zkušenost.
Dále na opačné straně motorů musíte zajistit rohy pro osu předních kol. K tomu vřele doporučuji použít díly z dětské železné stavebnice - tam se dají najít hotové rohy s otvory. Při vrtání otvoru do překližky je třeba počítat s tím, že v budoucnu budete muset upravit napětí pásů, takže musíte vyvrtat řadu otvorů o délce přibližně 1-1,5 cm, které se následně spojí do jednoho podlouhlá štěrbina. Tímto způsobem se celá přední náprava bude pohybovat tam a zpět, přišroubovaná na místo.
Do otvorů v rozích je našroubován čep, je vhodné použít M4, poskytuje dostatečnou tuhost a zároveň pasuje do otvorů v dílech železné konstrukce. Čep musí být pevně zajištěn v rozích, k tomu je vhodné použít pojistné matice, které se při rozjezdu stroje samy nevyšroubují. Na bocích jsou instalována stejná dvojitá kola jako na zadní, s naprosto stejnou vůlí.Kola se musí na nápravě volně otáčet, to lze zajistit stejnými pojistnými maticemi. Upozorňujeme, že levé a pravé kolo se musí otáčet nezávisle na sobě. Tato kolečka jsem vzal ze stejné železné stavebnice, ale podobná můžete vyřezat z plastu nebo silného kartonu, když je složíte ve více vrstvách a slepíte.
Výroba housenek
Je těžké si představit, že vynikající dráhy s dobrou trakcí lze vyrobit z PVC rohože, kterou lze nalézt téměř v každém železářství. Takový koberec se skládá z mnoha pružných „proužků“, které jsou navzájem spojeny paralelními vlákny, což je to, co je potřeba k vytvoření housenky. Z podložky se odřízne pruh široký 1,5-2 cm, měl by odpovídat šířce použitých koleček.
Poté je třeba pásku připevnit ke kolům připevněným k podvozku a nařezat na požadovanou délku, poté se konce pásky slepí lepidlem. Po zaschnutí lepidla můžete housenku vyzkoušet na podvozku a dokonce zapnout motor - housenka se otočí, ale rychle spadne z kol.
Abyste zajistili, že housenka nespadne z kol, i když budoucí vozidlo přejede překážky, musíte ve středu housenky udělat konvexní zarážky. Při otáčení zapadnou do mezery mezi koly a zabrání tak sjetí pásu. Existuje mnoho způsobů, jak takové zarážky udělat, rozhodl jsem se nalepit zápalky na každý „krok“ housenky, jak ukázala zkušenost, tento způsob se osvědčil a při dostatečném napětí housenka vůbec nespadla. Zápalky jsou nařezány na kousky dlouhé 5-6 mm a slepeny, jak je znázorněno na fotografii níže, používá se stejné lepidlo - zajišťuje dobrou pevnost spojení s materiálem rohože z PVC.
Všechny stejné akce je třeba provést s druhou housenkou.Po nalepení zápalek lze koleje považovat za hotové – nyní spoléhají na podvozek a jak bude budoucí auto jezdit, už si mohou ověřit přivedením napětí z baterie přímo na oba motory. Je-li to nutné, musíte upravit napínací sílu – příliš slabá dráha se otáčí nebo spadne a příliš těsná dráha se bude otáčet těsně, což dále namáhá motor.
Elektrická část
V elektrické části budete potřebovat několik desek najednou: desky přijímače a vysílače pro přenos povelů z dálkového ovládání, zesilovací měniče pro napájení motorů a také „můstkové“ desky, které umožňují otáčení každého motoru v obou směrech. Obecné schéma je následující - deska vysílače bude instalována v dálkovém ovladači, deska přijímače na šasi stroje. Boost měniče převádějí napětí z baterií (3,7 - 4,2 voltů) na úroveň 7-8 voltů, ze kterých budou napájeny motory. Pokud motory vyvinou dostatečnou rychlost přímo z baterie, není třeba instalovat měniče. Otáčení motorů bude řízeno můstkovými obvody - speciálními obvody s tranzistory s efektem pole, které mohou napájet výstup napětím jedné nebo druhé polarity, podle toho, na kterém vstupu (v 1 nebo ve 2) bude řídící signál z deska přijímače obdrží. Nejprve se podívejme na obvody vysílače a přijímače, které jsou uvedeny níže.
Abychom byli přesní, tyto obvody se nazývají kodér a dekodér a přijímač a vysílač jsou hotové moduly RX-TX na frekvenci 433 MHz, které lze snadno koupit na Ali nebo v mnoha obchodech s rádiovými díly - Každý z modulů má tři kontakty pro připojení - napájení plus, mínus a také DATA kontakt pro odesílání nebo příjem dat.Výše uvedené jednoduché obvody poskytují protokol přenosu dat, který vám umožňuje zpracovat 5 stisknutí tlačítek. K ovládání stroje budete potřebovat pouze 4 kanály (vpřed, vzad, vpravo, vlevo), takže 5. kanál zůstává volný a lze jej použít k libovolnému účelu, například k rozsvícení a zhasnutí světlometů. Kontakty TXD a RXD ve schématech jsou připojeny k DATA kontaktům vysílače a přijímače, jinak jsou schémata jednoduchá a téměř nevyžadují vysvětlení. Napájecí napětí samotných obvodů je 3,5-5 voltů, pokud však nainstalujete stabilizátory 78l05 (jsou uvedeny ve schématech), můžete je napájet z napětí 7 nebo více voltů. Desky s plošnými spoji poskytují obě možnosti napájení, stačí nainstalovat propojky na správná místa. Pro použití ve stroji lze přijímač i vysílač napájet přímo z baterií bez stabilizátorů. Každý z obvodů má mikrokontrolér - musí být flashován příslušným firmwarem, firmware je v archivu spolu se soubory desky.
Archiv se schématy, firmwarem a deskami:
Výroba dálkového ovládání
Jako jednu možnost můžete použít hotové dálkové ovládání z nějaké rozbité/nepotřebné rádiem řízené hračky, pokud je uvnitř dost místa pro instalaci desky kodéru. Nebo si můžete vyrobit vlastní dálkový ovladač, jako jsem to udělal já. Jako základ jsem použil další kus překližky, na který jsem namontoval držák pro baterii 18650, desku kodéru s modulem přijímače a také 4 tlačítka, která je uspořádala pro maximální snadné ovládání.Vezměte prosím na vědomí, že deska kodéru již obsahuje montážní prostory pro tlačítka na desce - jejich instalace není nutná, kromě kontroly funkčnosti po sestavení. Ovládací tlačítka jsou odstraněna z desky na vodičích, jako na fotografiích níže.
Montáž elektroniky na šasi
Na samotném šasi budou tedy kromě desky dekodéru s modulem přijímače osazeny dvě desky „most“ a dva převodníky. Dobrá věc na použití dvou měničů, jednoho pro každý motor, je, že můžete nastavit rychlost každé stopy samostatně. Převodové motory jsou sice totožné, ale přesto mají určité odchylky v parametrech, takže i při stejném napájecím napětí mohou produkovat mírně odlišné otáčky, úpravou napětí na výstupu z měničů lze dosáhnout stejných otáček. Zkreslení rychlostí, byť malé, povede k tomu, že auto nepojede přímo vpřed, ale s mírným zatáčením. Níže na fotografii můžete vidět všechny desky potřebné pro instalaci na šasi.
Detailní foto desky dekodéru. Vezměte prosím na vědomí, že stejně jako deska kodéru má několik dalších napájecích kondenzátorů - rozhodně nebudou zbytečné v zařízeních s mikrokontroléry.
Montáž můstkového obvodu
Zdálo by se, proč je potřeba nějaký můstkový obvod, protože na motory stačí přivést napětí pomocí klíče. A to opravdu není potřeba, pokud auto nevyžaduje zpátečku – a praxe ukazuje, že bez ní to není vůbec zajímavé. Je tedy nutné sestavit malý přídavný obvod, který zajistí změnu polarity motoru. Mění se polarita - mění se směr pohybu.
K tomuto obvodu je připojen motor a dále obsahuje dva vstupy - in1 a in2, na jeden vstup přiveďte 3-5 voltů - motor se otáčí jedním směrem, přiveďte 3-5 voltů na druhý - motor se otáčí ve druhém směr. Pokud není na žádný vstup přivedeno napětí nebo je přivedeno na oba vstupy najednou, motor se neotáčí, to je jednoduchá logika provozu. V obvodu jsou 4 tranzistory s efektem pole, které budou spínat motor, proto musí být dimenzovány na dostatečně vysoký proud. Dva z nich jsou N-kanálové, můžete použít AO3400, další dva jsou P-kanálové, vhodný je AO3401. Na schématu jsou také dva bipolární tranzistory NPN; BC847 nebo jakýkoli jiný podobný bude stačit. Aby nezabíral moc místa na šasi, doporučuji tento obvod sestavit pomocí SMD součástek. Diody - jakékoli, které se vám líbí, například 1N4148W. Napájecí vstup tohoto obvodu (označený jako 12 V) je napájen napětím z převodníku. Upozorňujeme, že obvod musí být sestaven ve dvou kopiích - pro levý a pravý motor budou napájeny z jednoho a z druhého měniče. Fotografie sestavených desek jsou níže.
Nyní můžete přistoupit přímo k instalaci - a prvním krokem je instalace dvojice držáků pro baterie 18650 na horní část šasi, z nich bude napájena veškerá elektronika, baterie jsou zapojeny paralelně.
Před bateriemi je v přední části instalována dekodérová deska, kterou lze ihned připojit přes spínač na kontakty držáků. Pro pohodlí má tato deska navíc 5 LED diody – když stisknete tlačítka dálkového ovládání, rozsvítí se odpovídající LED diody.
Ve spodní části, pod podvozkem, je připevněna dvojice měničů a dvojice můstkových desek.Vše je ihned propojeno dráty - vstupy měničů přes přepínač do držáků, výstupy měničů pro napájení můstkových desek a výstupy můstků zase k motorům. Je třeba vzít v úvahu, že motory pod zatížením mohou spotřebovávat poměrně velký proud, takže na vstupu měničů bude spotřebovaný proud přibližně 2krát větší a v některých okamžicích může dosáhnout 1-1,5 ampéru, takže musíte napájení pomocí poměrně silných drátů.
Zbývá poslední, závěrečná fáze montáže - je potřeba propojit výstupy dekodéru (využijí se 4 z 5 výstupů) se vstupy můstku (in1, in2), takže když stisknete určité klávesy na dálkovém ovladači, stroj reaguje požadovaným způsobem. A to:
- Stisknutí „vpřed“ - oba motory se otáčejí stejným směrem.
- Stisk „zpět“ - oba motory se otáčejí v opačném směru.
- Stisknutí „vpravo“ - levý motor se otáčí dopředu, pravý motor se otáčí dozadu, zatímco se stroj otáčí ve směru hodinových ručiček na místě.
- Stisk „doleva“ - pravý motor se otáčí dozadu, levý motor dopředu, stroj se otáčí proti směru hodinových ručiček.
- Současné stisknutí „vpřed“ a „vpravo“ - levý motor se otáčí vpřed, pravý stojí na místě, takže dochází k plynulému otáčení.
- Současné stisknutí „vpřed“ a „doleva“ je podobné, ale v opačném směru.
Pro implementaci takové logiky je nutné propojit výstupy dekodéru se vstupy můstku, jak je znázorněno níže.
Výstupy dekodéru jsou zobrazeny níže, přičemž jeden z nich je volný a lze jej použít pro jiné akce. Diody zde lze použít stejné 1N4148, připájené povrchovou montáží přímo na výstupy dekodéru.
Testy
V tomto okamžiku je montáž stroje dokončena, můžete vložit baterie a zkontrolovat provoz. V tomto případě by nebylo od věci kontrolovat proudový odběr - při absenci příkazů z dálkového ovládání by měl být malý, kolem několika desítek mA. Dosah dálkového ovládání bude záviset na použitých modulech přijímače a vysílače - nejčastěji poskytují spolehlivou oblast příjmu asi 20-30 metrů v městských podmínkách, což je docela dost pro ovládání stroje. Antény pomohou výrazně zvýšit dosah, můžete vzít kusy měděného drátu dlouhé 17 cm (pro frekvenci 433 MHz) a připájet je k „mravenčím“ kontaktům modulů.
Výsledkem je tedy velmi zábavná hračka pro děti i dospělé - pásy PVC rohoží poskytují vynikající přilnavost na jakémkoli povrchu, takže stroj snadno překonává překážky. Mezi výhody pásové verze patří také snadné ovládání - není potřeba instalovat další mechanismy řízení, veškeré ovládání probíhá pouze změnou směru otáčení pásů. Nevýhodou popsané konstrukce podvozku lze nazvat malou „světlou výšku“ - motory jsou umístěny pod dnem a zabírají tam poměrně hodně místa, to však neruší potěšení z „jízdy“ a pokud Pokud je to žádoucí, lze tuto nevýhodu odstranit přidáním další nápravy pro zadní kola a umístěním motorů nahoru. Šťastné stavění!
