Kereta Mainan Elektrik RC Bertenaga: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Oleh: Peter Tran 10ELT1

Tutorial ini memperincikan teori, reka bentuk, pembuatan dan proses pengujian untuk sebuah kereta mainan elektrik berkuasa Remote Control (RC) menggunakan cip IC HT12E / D. Tutorial memperincikan tiga peringkat reka bentuk kereta:

1. Kabel ditambat
2. Kawalan inframerah
3. Kawalan Frekuensi Radio

Bahagian penyelesaian masalah juga tersedia untuk menyelesaikan masalah umum yang mungkin timbul.

Bekalan

Kit Kereta Asas

1x Line Mengikuti Robot Kit (LK12070)

Fasa Kabel Tethered

• Papan Roti Prototaip 1x
• Kabel Jumper Breadboard
• HT12E IC Chip (dengan soket)
• HT12E IC Chip (dengan soket)
• Perintang 1x 1MΩ
• Suis Butang Momen 4x
• Perintang 1x 47kΩ
• LED 4x
• Bekalan Kuasa

Fasa Penghantaran Inframerah

• Pemancar Inframerah 1x (ICSK054A)
• Penerima Inframerah 1x (ICSK054A)

Fasa Penghantaran Radio

• Pemancar RC 1x 433MHz
• Penerima RC 1x 433MHZ

Integrasi ke dalam Kit Car Base

• Papan Prototaip 2x PCB
• Pemandu Motor 1x L298N

Langkah 1: Memahami Cip IC HT12E / D

Chip IC HT12E dan HT12E digunakan bersama untuk aplikasi sistem Remote Control, untuk mengirim dan menerima data melalui radio. Mereka mampu mengekod 12 bit maklumat yang terdiri daripada 8 bit alamat dan 4 bit data. Setiap alamat dan input data dapat diprogram secara luaran atau dimasukkan menggunakan suis.

Untuk operasi yang betul, sepasang cip HT12E / D dengan format alamat / data yang sama mesti digunakan. Penyahkod menerima alamat dan data bersiri, dihantar oleh pembawa menggunakan media penghantaran RF dan memberikan output ke pin output setelah memproses data.

Huraian Konfigurasi Pin HT12E

Pin 1-8: Pin alamat untuk mengkonfigurasi 8 bit alamat, yang membolehkan 256 kombinasi berbeza.

Pin 9: Pin tanah

Pin 10-13: Pin data untuk mengkonfigurasi 4 bit data

Pin 14: Pin membolehkan penghantaran, bertindak sebagai suis untuk membenarkan penghantaran data

Pin 15-16: Osiloskop OUT / IN masing-masing, memerlukan perintang 1M ohm

Pin 17: Pin output data di mana maklumat 12-bit keluar

Pin 18: Pin input kuasa

Huraian Konfigurasi Pin HT12D

Pin 1-8: Pin alamat, perlu sepadan dengan konfigurasi HT12E

Pin 9: Pin tanah

Pin 10-13: Pin data

Pin 14: Pin input data

Pin 15-16: Oscilloscope IN / OUT masing-masing, memerlukan perintang 47k ohm

Pin 17: Pin Transmission yang sah, bertindak sebagai penunjuk ketika data diterima

Pin 18: Pin input kuasa

Mengapa pengekod HT12E digunakan?

HT12E banyak digunakan dalam sistem kawalan jauh, kerana kebolehpercayaan, ketersediaan dan kemudahan penggunaannya. Banyak telefon pintar kini berkomunikasi melalui internet, tetapi kebanyakan telefon pintar masih mempunyai HT12E untuk mengelakkan kesesakan internet. Walaupun HT12E menggunakan alamat untuk mengirimkan dengan data yang dihantar, dengan 256 kemungkinan kombinasi 8-bit, keselamatannya masih sangat terhad. Semasa isyarat disiarkan, mustahil untuk mengesan pemancar, menjadikan alamat isyarat berpotensi ditebak oleh siapa saja. Batasan alamat ini menjadikan penggunaan HT12E hanya sesuai pada jarak yang lebih pendek. Pada jarak yang lebih pendek, pengirim dan penerima dapat saling melihat, seperti alat kawalan jauh TV, Keselamatan Rumah, dll. Dalam produk komersial, beberapa alat kawalan jauh dapat menggantikan yang lain sebagai 'alat kawalan jauh universal'. Kerana ia dirancang untuk jarak yang lebih pendek, banyak peranti mempunyai input alamat yang sama untuk kesederhanaan.

Langkah 2: Membuat Kit Car Base

Kit Car Base untuk projek ini adalah dari Line Follow Robot Kit. Langkah-langkah pembinaan dan pembuatan boleh didapati di pautan berikut:

Kit Car Base akhirnya akan ditukar menjadi kereta terkawal RC, dengan menggunakan HT12E / D IC Chips.

Langkah 3: Fasa Kabel Tethered

1. Gunakan papan roti prototaip dan kabel pelompat prototaip.
2. Ikuti rajah skematik di atas untuk memasang dan menyambungkan komponen ke papan roti. Perhatikan, satu-satunya hubungan antara kedua-dua IC adalah pin 17 pada HT12E hingga pin 14 pada HT12D.
3. Uji reka bentuk dengan memastikan LED yang disambungkan ke HT12D menyala ketika suis masing-masing pada HT12E ditekan. Lihat bahagian Penyelesaian Masalah untuk mendapatkan bantuan mengenai masalah biasa.

Kelebihan penyediaan kabel yang ditambat

1. Boleh dipercayai dan stabil kerana tidak ada risiko objek luaran sebagai gangguan
2. Agak murah
3. Ringkas dan mudah untuk disiapkan dan diselesaikan
4. Tidak mudah diserang oleh sumber luaran lain

Kelemahan pemasangan kabel yang ditambat

1. Tidak praktikal untuk penghantaran data jarak jauh
2. Kos menjadi jauh lebih tinggi dengan penghantaran jarak jauh
3. Sukar dipindahkan atau dipindahkan ke lokasi yang berbeza
4. Pengendali diminta untuk berada berdekatan dengan pemancar dan penerima
5. Mengurangkan fleksibiliti dan mobiliti penggunaan

Langkah 4: Fasa Penghantaran Inframerah

1. Putuskan sambungan kabel langsung dari pin 17 HT12E, sambungkan pin output pemancar inframerah dan sambungkan pemancar ke kuasa.
2. Putuskan sambungan kabel langsung dari pin 14 HT12 D, sambungkan pin input penerima inframerah dan sambungkan penerima ke kuasa.
3. Uji reka bentuk dengan memastikan LED yang disambungkan ke HT12D menyala ketika suis masing-masing pada HT12E ditekan. Lihat bahagian Penyelesaian Masalah untuk mendapatkan bantuan mengenai masalah biasa.

Kelebihan susunan transmisi inframerah

1. Aman untuk jarak pendek kerana keperluan penghantaran jarak pandang
2. Sensor inframerah tidak menghakis atau mengoksidakan dari masa ke masa
3. Boleh dikendalikan dari jauh
4. Peningkatan fleksibiliti penggunaan
5. Peningkatan mobiliti penggunaan

Kelemahan susunan transmisi inframerah

1. Tidak dapat menembusi objek keras / padat seperti dinding, atau kabut
2. Inframerah dengan kuasa tinggi boleh merosakkan mata
3. Kurang berkesan daripada pemasangan dawai langsung
4. Memerlukan penggunaan frekuensi khusus untuk mengelakkan gangguan dari sumber luaran
5. Memerlukan sumber kuasa luaran untuk mengendalikan pemancar

Langkah 5: Fasa Penghantaran Radio

1. Putuskan pemancar inframerah dari kuasa dan pin 17 dari HT12E, sambungkan pin output pemancar radio 433MHz. Juga, sambungkan pemancar ke tanah dan kuasa.
2. Putuskan sambungan penerima inframerah dari kuasa dan pin 14 HT12D, sambungkan pin data penerima radio 433MHz. Juga, sambungkan penerima ke tanah dan kuasa.
3. Uji reka bentuk dengan memastikan LED yang disambungkan ke HT12D menyala ketika suis masing-masing pada HT12E ditekan. Lihat bahagian Penyelesaian Masalah untuk mendapatkan bantuan mengenai masalah biasa.

Kelebihan penyediaan transmisi radio

1. Tidak memerlukan penglihatan antara pemancar dan penerima
2. Tidak terdedah kepada gangguan dari sumber cahaya yang terang
3. Mudah dan senang digunakan
4. Boleh dikendalikan dari jauh
5. Meningkatkan fleksibiliti

Kelemahan susunan transmisi radio

1. Mungkin terdedah kepada crossover dari pengguna sistem penghantaran radio lain yang berdekatan
2. Bilangan frekuensi yang terhad
3. Kemungkinan gangguan dari penyiar radio lain, contohnya: stesen radio, perkhidmatan kecemasan, pemandu trak

Langkah 6: Pemancar Radio Prototaip

1. Pindahkan komponen untuk pemancar radio dari papan roti prototaip ke prototaip PCB.
2. Memateri komponen, dengan merujuk kepada rajah dari langkah ketiga.
3. Gunakan wayar timah padat untuk menyambungkan litar bersama-sama, menggunakan wayar lengan di mana pertindihan berlaku untuk mengelakkan litar pintas.

Langkah 7: Penerima Radio Prototaip

1. Pindahkan komponen untuk penerima radio dari papan roti prototaip ke prototaip PCB.
2. Memateri komponen, dengan merujuk kepada rajah dari langkah ketiga.
3. Gunakan wayar timah padat untuk menghubungkan litar bersama-sama, menggunakan wayar lengan di mana pertindihan berlaku untuk mengelakkan litar pintas.

Langkah 8: Pemacu Motor Prototaip

1. Solder soket lelaki ke port: IN1-4 dan Motors A-B, untuk membolehkan penyesuaian mudah semasa ujian, seperti rajah di atas.
2. Pasangkan soket wanita ke terminal negatif dan positif, seperti rajah di atas.

Apa itu Pemandu Motor? Pengawal Motor bertindak sebagai perantara antara cip IC bateri, dan motor. Ia perlu dimiliki kerana cip HT12E biasanya hanya sekitar 0.1 Amps arus ke motor, sedangkan motor memerlukan beberapa amp untuk berjaya.

Langkah 9: Integrasi Dengan Kit Kereta Asas

Langkah-langkah berikut adalah menukar Base Car Kit menjadi RC Car yang berfungsi.

1. Putuskan bateri kereta dari litar.
2. Kabel pelompat prototaip solder ke setiap sambungan motor, dan sambungkannya ke pemandu motor seperti pada rajah di langkah lapan.
3. Pateri kabel kuasa untuk penerima radio dan pemacu motor ke pek bateri yang kini terputus.
4. Sambungkan pin output dari HT12D (pin 10-13) ke tajuk yang relevan pada pemacu motor seperti pada rajah di langkah lapan.
5. Kuasa pemancar radio menggunakan pek bateri usb mudah alih.

Langkah 10: Menguji dan Menyelesaikan Masalah

Ujian

1. Mengikuti setiap fasa pembinaan, input ke HT12E harus menghasilkan respons (iaitu sama ada LED menyala atau motor berputar) dari HT12D.

2. Untuk mengawal kereta menggunakan pengawal pemancar radio:

   • Pandu ke hadapan: tahan motor kiri dan kanan ke hadapan
   • Pandu ke belakang: tahan motor kiri dan kanan ke belakang
   • Belok kiri: tahan motor kanan ke hadapan dan motor kiri ke belakang
   • Belok kanan: tahan motor kiri ke hadapan dan motor kanan ke belakang

3. Ciri prestasi khusus yang boleh diuji adalah:

   • Kepantasan
   • Julat (pemancar / penerima radio)
   • Masa tindak balas
   • Kebolehpercayaan
   • Ketangkasan
   • Daya tahan (hayat bateri)
   • Keupayaan untuk beroperasi di pelbagai jenis muka bumi dan permukaan / keadaan
   • Had suhu operasi
   • Had membawa muatan
4. Sekiranya tidak ada atau tindak balas yang salah berlaku, ikuti panduan penyelesaian masalah di bawah:

Penyelesaian masalah

1. Motor memutar arah yang bertentangan dengan yang dimaksudkan

   • Sesuaikan susunan kabel pelompat prototaip yang disambungkan pada pemandu motor (semua pin boleh dialihkan)
   • Litar litar pintas: periksa sambungan pateri dan sambungan kabel pelompat

2. Motor / litar tidak dihidupkan

   • Litar mungkin tidak mempunyai voltan / arus yang mencukupi untuk dihidupkan
   • Periksa sambungan yang terputus (termasuk kuasa)

3. Lampu diaktifkan penghantaran tidak berfungsi

   • LED terpolarisasi, pastikan ia berada dalam arah yang betul
   • LED mungkin mati kerana arus / voltan yang terlalu tinggi
   • Litar sebenarnya tidak menerima isyarat, periksa sambungan lagi

4. Pemancar / penerima radio tidak cukup kuat

   • Periksa untuk melihat apakah orang lain juga sedang menggunakan pemancar / penerima radio
   • Tambahkan antena tambahan (boleh menjadi wayar) untuk meningkatkan sambungan
   • Arahkan pemancar / penerima ke arah umum satu sama lain, mungkin berkualiti rendah