Pemancar RC Berasaskan Arduino Bercetak 3D: 25 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Projek ini akan menunjukkan kepada anda bagaimana saya merancang dan membina RC Transmitter berasaskan Arduino.

Tujuan saya untuk projek ini adalah untuk merancang Pemancar RC yang boleh dicetak 3D yang boleh saya gunakan untuk mengendalikan projek Arduino yang lain. Saya mahu pengawal selamanya mungkin kekal, tetapi saya juga mahukan kemampuan untuk membezakannya dan merancang semula bahagiannya. Projek ini adalah hasil kerja keras selama beberapa minggu.

Bekalan

Untuk membina alat kawalan ini, anda memerlukan:

• Joystick Analog x2
• Potensiometer Analog x2
• Paparan OLED 128x32 0.91 inci x1
• Arduino Nano x1
• Modul NRF24L01 dengan antena x1
• Papan pahat 3cm x 7cm x1
• BRC 18650 3.7 v Bateri Li-ion x2
• 2 sel bateri 18650 kes x1
• AMS1117 3.3 regualtor voltan x1
• Suis togol 3 kedudukan x1
• Suis togol 2 kedudukan x2

Item Tambahan:

• Wayar 22 tolok standard pelbagai warna
• Kawat 22 teras teras padat pelbagai warna
• Header Pin Lelaki + Perempuan
• skru dan mur kepala panci m3 (panjangnya pelbagai jenis)
• skru dan kacang mur pan m2 (panjangnya pelbagai jenis)
• m2 kebuntuan (panjang pelbagai)

• Akses kepada:

  • Pencetak 3D
  • Besi pematerian

Langkah 1: Model 3D

Saya bermula dengan memodelkan pengawal dalam perisian pemodelan 3D. Terdapat beberapa perkara yang saya pertimbangkan semasa proses reka bentuk:

• Pencetak 3D saya agak kecil, jadi bahagian saya perlu disambungkan setelah proses pencetakan. Untuk menyelesaikannya, saya menambahkan lubang di seluruh reka bentuk untuk memasang bahagian menggunakan skru m2.
• Saya ingin menyusun semula bahagian pada rekaan saya dengan mudah tanpa perlu mencetak semula, jadi saya menambah lubang jarak yang seragam di mana bahagian-bahagiannya akan digabungkan untuk membolehkan peluang reka bentuk pasca cetak.
• Saya tidak membuat overhang sama sekali dalam reka bentuk ini, menghasilkan cetakan berkualiti tinggi.

Model ini tidak mengandungi semua bahagian yang membentuk pemancar, tetapi semua bahagian yang diperlukan untuk mencetak 3D disertakan. Anda boleh memuat turun fail LANGKAH untuk model ini dengan mengklik muat turun di bawah.

* Saya memasukkan fail.stl untuk kandang nrf24 bagi mereka yang menghadapi masalah membelahnya menjadi tiga bahagian yang berasingan.

Langkah 2: Percetakan 3D

Ini adalah langkah yang cukup mudah. Setelah semua bahagian dicetak, anda boleh memulakan persiapan pemasangan bahagian tersebut.

Langkah 3: Persediaan untuk Pemasangan: Wayar

Untuk membolehkan perubahan pada reka bentuk projek ini, saya menyolder header pin lelaki ke satu hujung semua wayar.

Langkah 4: Persiapan untuk Perhimpunan: Paparan OLED

Sebelum memulakan pemasangan, anda perlu menyediakan beberapa komponen elektronik. Perkara pertama yang perlu dilakukan ialah wayar solder ke setiap pin komponen. (Lebih mudah menggunakan wayar standard dalam keadaan ini kerana lebih fleksibel dan oleh itu lebih mudah dipasang.) Paparan OLED saya tanpa header pin, jadi saya menyisipkan wayar terus ke papan pelindung. Walau bagaimanapun, tidak ada bezanya cuaca atau tidak anda menempelkan header pin.

Langkah 5: Persediaan untuk Perhimpunan: Joysticks

Langkah seterusnya adalah memasang kabel pada kayu bedik. Dalam kes ini, saya memasangkan wayar ke header pin kerana beberapa sebab:

1. Sekiranya saya melepas header pin dan menyolder ke lubang, saya harus memasukkan wayar melalui bahagian atas lubang kerana pemasangan dicetak 3D berada tepat di bawah papan pemecah kayu bedik.
2. Oleh kerana saya terpaku pada header pin, wayar jatuh terus ke bawah dan menjadikan bahagian atas pemancar lebih teratur.

Saya menggunakan warna yang sama untuk jenis pin yang sama pada kedua kayu bedik:

• Merah untuk VCC
• Hitam untuk GND
• Biru untuk VRX
• Kuning untuk VRY
• Hijau untuk SW

Ini menjadikannya lebih mudah ketika menyambungkan wayar ke port yang sesuai di Arduino.

Langkah 6: Persiapan untuk Perhimpunan: NRF24L01

Untuk modul NRF24L01, saya mengeluarkan header pin dan disolder terus ke lubang untuk memberi ruang pada papan wangi. Sekali lagi, saya perhatikan warna yang saya gunakan untuk setiap pin untuk rujukan masa depan.

Langkah 7: Persediaan untuk Perhimpunan: Potensiometer

Untuk potensiometer, wayar pateri ke setiap tiga plumbum. Dua plumbum luar sama ada pin ground atau vcc (tidak kira dalam urutannya) dan plumbum tengah dikeluarkan. Saya menyolder wayar merah dan wayar hitam ke dua lead luar dan wayar putih ke plumbum tengah untuk kedua-duanya potensiometer.

Langkah 8: Persediaan untuk Perhimpunan: Suis

Ambil suis tiga kedudukan dan pateri wayar ke setiap header pin. Saya menggunakan warna hitam untuk bahagian tengah dan dua warna lain untuk bahagian luar, yang saya perhatikan untuk rujukan masa depan.

Pada dua suis kedudukan terdapat tiga header pin. Anda hanya akan menggunakan dua daripadanya. Kawat hitam masuk di tengah dan wayar lain dipasang di salah satu daripada dua header pin luar. Penting: Lakukan ini hanya dengan satu suis.

Suis seterusnya akan digunakan sebagai suis on-off. Buat masa ini, hanya pasangkan wayar ke pin tengah suis on-off ini.

Langkah 9: Persediaan untuk Pemasangan: Pateri Kes Bateri ke Suis On-off

Pateri wayar merah sarung bateri ke salah satu pin luar pada suis hidup. Sekiranya belum, pasangkan header pin pada wayar hitam casing bateri.

Langkah 10: Persiapan untuk Pemasangan: Pengatur Voltan AMS1117

Untuk langkah ini, anda memerlukan pengatur AMS1117 3.3 volt. Di sini, saya memasang satu papan pemuka yang dirancang untuk NRF24L01, jadi saya akan menunjukkan cara menyelesaikan langkah ini menggunakan bahagian ini. Sekiranya anda hanya mempunyai AMS1117 IC, terdapat banyak tutorial di luar sana yang dapat membantu anda dalam pendawaian.

Perkara pertama yang saya lakukan adalah melepaskan semua tajuk pin dari papan. Saya kemudian memateri wayar merah dan hitam ke pin yang sesuai.

Terus dengan reka bentuk tidak tetap, saya mengambil dua header pin wanita dan memasangkannya ke port VCC dan GND di mana modul NRF24L01 akan duduk.

Setelah anda melakukan ini, anda boleh beralih ke langkah seterusnya.

Langkah 11: Siapkan Perf Board: Arduino dan Pin Header

Perkara terakhir yang perlu dilakukan sebelum pemasangan adalah menyediakan papan wangi. Untuk melakukan ini, anda memerlukan Arduino Nano, wayar teras padat, dan header pin wanita.

Pastikan Arduino Nano anda mempunyai header pin, dan terus memasangkannya ke papan wangi. Anda ingin meletakkannya sejauh satu sisi papan untuk meninggalkan ruang untuk sambungan sambungan, tetapi anda juga mahu meninggalkan satu baris di setiap sisi Arduino untuk menyolder kepala pin wanita. Pastikan penyambung USB sedekat mungkin dengan tepi papan. Papan 3cm x 7cm saya ialah 10 lubang dengan 24 lubang. Ini meninggalkan saya dengan dua baris di sebelah kiri Arduino, satu baris ke sebelah kanan, dan kira-kira sembilan lubang di belakang Arduino.

Seterusnya ambil dua baris lima belas header pin wanita dan pateri di sebelah Arduino. Saya menggunakan header pin wanita standard tetapi saya berharap saya telah menggunakan header penyusun untuk sebab ini:

Anda perlu menyambungkan petunjuk pada tajuk pin ke petunjuk di Arduino. Sekiranya anda menggunakan header pin standard, jambatan solder perlu dibuat sambungannya, yang sedikit membosankan dan memakan masa. Sekiranya anda menggunakan stake header, anda boleh membengkokkan petunjuk untuk menyentuh petunjuk Arduino untuk menjadikan tugas pematerian menjadi lebih mudah

Apapun cara anda memilih untuk melakukan ini, header pin mesti disambungkan ke header pin Arduino.

Langkah 12: Siapkan Perf Board: Pin Extensions

Setelah kepala Arduino dan pin disolder ke papan, langkah seterusnya adalah dengan memanjangkan pin 5v dan ground untuk menampung semua komponen elektrik.

Selesaikan dua baris header 10 pin di papan perf di hujung yang bertentangan sebagai Arduino dengan satu baris ruang di antara mereka.

Ambil sekeping wayar teras padat dan jalankan dari pin 5V di Arduino ke satu baris tajuk pin. Tanggalkan penebat sehingga wayar terdedah di mana ia menyentuh plag pada header pin. Pateri wayar di tempatnya.

Lakukan perkara yang sama kecuali dengan pin GND di Arduino dan baris tajuk pin yang lain.

Setelah anda melakukan ini, pemancar siap dipasang.

Langkah 13: Perhimpunan: Pasang Joysticks ke Pangkalan

Untuk tugas ini, anda memerlukan lapan skru m4 dan mur yang sesuai, bersama dengan beberapa mesin basuh.

Letakkan kacang di lubang heksagon di bahagian bawah bahagian bercetak 3D seperti di atas.

Luncurkan satu mesin basuh ke setiap skru.

Tolak empat skru m4 ke dalam empat lubang pada papan pemecah kayu bedik.

Geser bahagian cetak 3D offset kayu bedik untuk bertindak sebagai penghentian antara papan pelarian dan pelekap kayu bedik.

Luncurkan kayu bedik dengan skru ke tempatnya di pangkal, pegang kacang di slotnya semasa anda mengikat skru.

Ulangi langkah ini untuk kayu bedik yang lain.

Langkah 14: Pemasangan: Pasangkan Potensiometer dan Paparan OLED ke Rak Potensiometer

Luncurkan potensiometer ke tempatnya di rak potensiometer. Potensiometer saya datang dengan kacang untuk mengencangkannya, dan saya menggunakannya di sini untuk memastikan potensiometer tetap ada. Untuk mengetatkan kacang di dalam sisipan, saya menggunakan pemutar skru kepala rata.

Seterusnya, masukkan wayar Paparan OLED melalui slot di sebelah kiri rak potensiometer. Kencangkan penutup di atas paparan dengan beberapa skru m2. Anda mungkin perlu menambahkan beberapa mesin basuh untuk menampung penonjolan paparan.

Langkah 15: Pemasangan: Pasang Rak Potensiometer ke Pangkalan Joystick

Ambil rak potensiometer dan pasangkannya ke alas kayu bedik menggunakan skru m2 sehingga peniti pin kayu bedik menghadap jauh dari rak.

Langkah 16: Pemasangan: Pasang Lampiran NRF24L01 ke Rak Potensiometer

Kandang NRF24L01 terdiri daripada tiga bahagian. Ambil bahagian pertama dan masukkan wayar modul itu sendiri melalui slot di bahagian belakang. Hujung depan harus duduk di slot dan sendi pateri yang menonjol dari belakang papan juga harus duduk di slot masing-masing.

Ambil penutup penutup dan gariskan lubang sehingga bahagian penutup yang rata rata dengan penutup. Geser dua skru m2 melalui lubang dan pasangkan pemasangan ini melalui lubang di rak potensiometer. Untuk menyelesaikan langkah ini, sejajarkan lubang pada penutup kedua dengan skru m2 sehingga penonjolan parabola kecil di bahagian depan duduk di sekitar silinder modul NRF24L01. Kencangkannya dengan dua kacang.

Langkah 17: Pemasangan: Pasang Pegangan ke Pangkalan

Ambil kedua pemegang dan pasangkannya ke pangkal menggunakan skru m2 seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas.

Langkah 18: Pemasangan: Pasang Kes Bateri ke Pangkalan

Pasang casing bateri ke dudukan bateri dengan skru m3 kaunter.

Pasang dudukan bateri ke dasar dengan skru m2 sehingga sarung bateri terbuka ke bawah.

Langkah 19: Pemasangan: Pasang Suis ke Pemegang

Untuk langkah ini, anda memerlukan semua suis togol. Mulakan dengan suis togol tiga kedudukan.

Tanggalkan pengikat dari suis dan geser suis melalui lubang heksagon pada pemegang kanan. Tidak penting di mana suis ini berada.

Ambil suis togol dua kedudukan dengan dua wayar dan tolak melalui lubang di sebelah kiri pemegang, pasangkan dengan cara yang sama seperti suis sebelumnya.

Pilih lubang lain di pegangan kiri untuk memasang suis togel dua kedudukan terakhir, yang harus menjadi suis on-off.

Langkah 20: Pemasangan: Pasang Perf Board Board ke Joystick Base

Gunakan skru m2 dan penyekat m2 untuk memasang pelekap papan wap ke dasar kayu bedik. Pastikan slot pada dudukan papan perf sesuai dengan modul NRF24L01. Sekali lagi, anda mungkin perlu menambahkan beberapa mesin basuh di antara dudukan dan pangkalan untuk menjelaskan penonjolan kepala skru (Anda juga boleh menggunakan offset bercetak 3D untuk ini). Anda ingin memastikan bahawa anda menggeser skru m2 yang lebih panjang melalui tiub pada pelekap terlebih dahulu, kerana anda tidak akan dapat melakukan ini setelah pemasangan terpasang.

Langkah 21: Perhimpunan: Pasang Perf Board ke Perf Board Mount

Gunakan skru m2 untuk memasang mounting perfboard ke papan wangi sehingga header Arduino dan pin menghadap jauh dari pelekap. Panjang wayar anda mungkin mendorong arah yang ditunjukkan oleh port USB di Arduino.

Langkah 22: Sambungan Arduino

Memilih reka bentuk pemancar ini menghasilkan bahagian bawah yang kelihatan tidak teratur. Untuk menjadikan ini kelihatan seperti tugas yang tidak terlalu berat, saya memfokuskan pada satu jenis sambungan pada satu masa. Sebagai contoh, saya memulakan dengan menyambungkan semua wayar GND ke barisan lanjutan untuk GND di papan perf. Berikut adalah sambungannya:

Pin Digital:

D4 - Joystick1 Sw

D5 - Joystick2 Sw

D6 - Pin luar dari Suis Toggle 2 Posisi

D7 - Pin luar Suis Toggle 3 Posisi

D8 - Pin Keluar Lain dari Suis Toggle 3 Posisi

D9 - Pin CE NRF24L01

D10 - Pin CSN NRF24L01

D11 - Pin MOSI NRF24L01

D12 - Pin MISC NRF24L01

D13 - SCK Pin NRF24L01

* Catatan: Ini adalah ketika pengekodan warna kabel anda akan sangat berguna. Kandang NRF24L01 menyekat pandangan anda tentang nama pin. Apabila anda mewarnai wayar, anda dapat mengetahui pin mana yang tanpa banyak usaha, menjadikannya lebih mudah untuk menyambungkan wayar ke Arduino.

Pin analog:

A0 - Pin Potensiometer Tengah 1

A1 - Pin Pusat Potensiometer 2

A2 - Pin Joystick2 VRX

A3 - Joystick2 VRY Pin

A4 - Pin SDA OLED (DATA)

A5 - Pin OLED SCL (CLOCK)

A6 - Pin Joystick1 VRY

A7 - Pin Joystick1 VRX

Pengatur Voltan (AMS1117):

Sambungkan pin ground modul NRF24L01 ke pin ground pada pengatur voltan. Sambungkan pin 3.3 volt pada NRF24L01 ke pengatur voltan.

Header Pin Extension Ground Ground (Sambungkan semua pin ini ke header pin ground):

• Pusat pin pada suis Toggle 2 Posisi
• Pusat pin pada suis Toggle 3 Posisi
• Pin Gincu1 GND
• Pin Joystick2 GND
• Potensiometer 1 pin kanan
• Potensiometer 2 pin kanan
• Pin OLED GND
• GND Kes Bateri
• Pin GND pada pengatur voltan

Header Pin Extension Pin 5v (Sambungkan semua pin ini ke header pin VCC):

• Pin Joystick1 5v
• Pin Joystick2 5v
• Potensiometer 1 pin kiri
• Potensiometer 2 pin kiri
• Pin VCC OLED
• Pin VCC pada pengatur voltan

Sambungan lain:

Komponen terakhir untuk disambungkan adalah suis hidup. Satu plumbum suis harus disambungkan ke terminal positif pada casing bateri. Pin tengah akan disambungkan ke pin VIN di Arduino.

Langkah 23: Kod Pemancar

Langkah terakhir untuk pengawal ini adalah kod. Saya akan memberikan sedikit penjelasan untuk kod ini, tetapi jika anda ingin penjelasan yang lebih mendalam mengenai bagaimana modul NRF24l01 berfungsi dan digunakan, lawati laman web ini:

Arduino Wireless Communication - NRF24L01 Tutorial

#sertakan

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define SCREEN_WIDTH 128 // Lebar paparan OLED, dalam piksel #define SCREEN_HEIGHT 32 // ketinggian paparan OLED, dalam piksel Adafruit_SSD1306 paparan (SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, & Wire, -1); Radio RF24 (9, 10); alamat bait const [6] = "00001"; data int [11]; const int onevrx = 7; // pemboleh ubah untuk VRX pada joystick 1 const int onevry = 6; // pemboleh ubah untuk VRY pada joystick 1 const int twovrx = 2; // pemboleh ubah untuk VRX pada joystick 2 const int twovry = 3; // pemboleh ubah untuk VRY pada joystick 2 const int pot0Pin = 0; // pemboleh ubah untuk periuk 1 const int pot1Pin = 1; // pemboleh ubah untuk periuk 2 const int ASwitch = 6; // pemboleh ubah untuk suis togol dua kedudukan const int BSwitch1 = 8; // pemboleh ubah untuk kedudukan satu daripada tiga kedudukan beralih suis const int BSwitch2 = 7; // pemboleh ubah untuk kedudukan tiga daripada tiga kedudukan beralih suis const int CButton = 2; // pemboleh ubah untuk butang tekan pilihan 1 const int DButton = 3; // pemboleh ubah untuk butang tekan pilihan 2 int oneX; int satuY; int twoX; int twoY; int pot0; int pot1; batal persediaan () {Serial.begin (9600); radio.begin (); radio.openWritingPipe (alamat); radio.setPALevel (RF24_PA_MIN); radio.stopListening (); pinMode (ASwitch, INPUT_PULLUP); // tetapkan APin ke mod output pinMode (BSwitch1, INPUT_PULLUP); // tetapkan BPin ke mod output pinMode (BSwitch2, INPUT_PULLUP); // tetapkan CPin ke mod output pinMode (CButton, INPUT_PULLUP); // tetapkan DPin ke mod output pinMode (DButton, INPUT_PULLUP); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); kelewatan (1000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (.25); display.setTextColor (PUTIH); display.setCursor (0, 0); display.print ("Kuasa Hidup"); paparan.display (); kelewatan (10); } gelung void () {oneX = analogRead (onevrx); oneY = analogRead (onevry); twoX = analogRead (twovrx); twoY = analogRead (twovry); pot0 = analogRead (pot0Pin); pot1 = analogRead (pot1Pin); data [0] = oneX; data [1] = oneY; data [2] = twoX; data [3] = twoY; data [4] = pot0; data [5] = pot1; data [6] = digitalRead (ASwitch); data [7] = digitalRead (BSwitch1); data [8] = digitalRead (BSwitch2); data [9] = digitalRead (CButton); data [10] = digitalRead (DButton); radio.write (& data, sizeof (data)); // hantar data ke kelewatan penerima (100); display.clearDisplay (); display.setTextSize (.25); display.setTextColor (PUTIH); display.setCursor (5, 5); display.println (data [4]); display.print ("Menerima kuasa"); // tambahkan maklumat tambahan yang ingin anda paparkan di OLED di sini display.display (); }

Langkah 24: Kod Penerima

#sertakan

#masuk #masuk radio RF24 (9, 10); // cns, ce // tentukan objek untuk mengawal alamat bait const NRF24L01 [6] = "00001"; // tentukan alamat komunikasi yang harus sesuai dengan data int pemancar [11] = {512, 512, 512, 512, 512, 512, 0, 0, 0, 0, 0}; // tetapkan array yang digunakan untuk menyimpan data komunikasi tanpa persediaan () {radio.begin (); radio.openReadingPipe (0, alamat); radio.setPALevel (RF24_PA_MIN); radio.startListening (); // ditetapkan sebagai penerima Serial.begin (9600); } gelung void () {if (radio.available ()) {radio.read (& data, sizeof (data)); // mencetak beberapa titik data dari pengawal ke monitor bersiri Serial.print (data [0]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (data [1]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (data [2]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (data [3]); Serial.println (""); } // Sekali lagi, ini hanyalah contoh kod asas untuk modul penerima.

Langkah 25: Kesimpulannya

Anda boleh mengendalikan hampir semua projek Arduino dengan alat kawalan ini, dan reka bentuknya memungkinkan pengubahsuaian lebih banyak lagi. Anda mungkin memutuskan bahawa anda mahukan dua potensiometer tambahan dan bukannya Paparan OLED (Sekiranya anda menginginkan fail LANGKAH dari rak 4 potensiometer, saya dapat menghantarnya kepada anda. Buat sahaja komen dengan permintaan tersebut). Atau mungkin anda ingin menambahkan beberapa butang tekan pada reka bentuk. Semua bergantung kepada anda.

Jika ada pertanyaan, komentar, atau masalah, jangan ragu untuk bertanya.

Terima kasih kerana meluangkan masa untuk membaca 24 langkah ini. Saya harap anda dapat mempelajari sesuatu atau mendapatkan beberapa idea baru mengenai apa yang dapat dicapai dengan pencetak 3D dan Arduino.

Naib Johan dalam Peraduan Arduino 2020