سيارة لعبة كهربائية تعمل بالريموت: 10 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

بقلم: بيتر تران 10ELT1

يوضح هذا البرنامج التعليمي تفاصيل النظرية والتصميم والتصنيع وعملية الاختبار لسيارة لعبة كهربائية تعمل بنظام التحكم عن بعد (RC) باستخدام رقائق HT12E / D IC. توضح البرامج التعليمية المراحل الثلاث لتصميم السيارة:

1. كابل مربوط
2. التحكم بالأشعة تحت الحمراء
3. التحكم بترددات الراديو

يتوفر أيضًا قسم استكشاف الأخطاء وإصلاحها لحل المشكلات الشائعة التي قد تنشأ.

اللوازم

طقم السيارة الأساسي

1x Line After Robot Kit (LK12070)

مرحلة الكبل المربوط

• 1x النماذج الأولية اللوح
• الكابلات الطائر اللوح
• HT12E IC رقاقة (مع المقبس)
• HT12E IC رقاقة (مع المقبس)
• 1x 1MΩ المقاوم
• 4x زر التبديل لحظة
• 1x 47kΩ المقاوم
• 4x ليد
• مزود الطاقة

مرحلة انتقال الأشعة تحت الحمراء

• 1x جهاز إرسال الأشعة تحت الحمراء (ICSK054A)
• 1x جهاز استقبال الأشعة تحت الحمراء (ICSK054A)

مرحلة الإرسال اللاسلكي

• 1x 433 ميجا هرتز RC الارسال
• 1x 433 ميجا هرتز RC استقبال

الدمج في طقم السيارة الأساسي

• 2x النموذج الأولي لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور
• 1x L298N Motor Driver

الخطوة 1: فهم شريحة HT12E / D IC

يتم استخدام HT12E و HT12E IC Chips معًا لتطبيقات نظام التحكم عن بعد ، لنقل البيانات واستقبالها عبر الراديو. إنها قادرة على ترميز 12 بت من المعلومات التي تتكون من 8 بتات عنوان و 4 بتات بيانات. يمكن برمجة أو تغذية كل عنوان وإدخال بيانات خارجيًا باستخدام مفاتيح التحويل.

للتشغيل السليم ، يجب استخدام زوج من شرائح HT12E / D بنفس تنسيق العنوان / البيانات. يستقبل مفكك التشفير العنوان التسلسلي والبيانات ، التي يتم إرسالها بواسطة ناقل باستخدام وسيط إرسال RF ويعطي الإخراج إلى دبابيس الإخراج بعد معالجة البيانات.

وصف تكوين HT12E Pin

الدبابيس 1-8: دبابيس العنوان لتكوين 8 بتات عنوان ، مما يسمح لـ 256 مجموعة مختلفة.

دبوس 9: دبوس الأرض

الدبابيس 10-13: دبابيس البيانات لتكوين 4 بتات البيانات

دبوس 14: دبوس تمكين الإرسال ، يعمل كمفتاح للسماح بنقل البيانات

دبوس 15-16: راسم الذبذبات OUT / IN على التوالي ، يتطلب مقاومة 1M أوم

دبوس 17: دبوس إخراج البيانات حيث تظهر معلومات 12 بت

دبوس 18: دبوس إدخال الطاقة

وصف تكوين HT12D Pin

الدبابيس 1-8: دبابيس العنوان ، تحتاج إلى مطابقة تكوين HT12E

دبوس 9: دبوس الأرض

دبابيس 10-13: دبابيس البيانات

دبوس 14: دبوس إدخال البيانات

دبابيس 15-16: راسم الذبذبات IN / OUT على التوالي ، يتطلب مقاومة 47 كيلو أوم

دبوس 17: دبوس نقل صالح ، يعمل كمؤشر لوقت تلقي البيانات

دبوس 18: دبوس إدخال الطاقة

لماذا يتم استخدام مشفر HT12E؟

يستخدم HT12E على نطاق واسع في أنظمة التحكم عن بعد ، نظرًا لموثوقيته وتوافره وسهولة استخدامه. تتواصل العديد من الهواتف الذكية الآن عبر الإنترنت ، لكن معظم الهواتف الذكية لا تزال تحتوي على HT12E لتجنب ازدحام الإنترنت. بينما يستخدم HT12E العنوان للإرسال مع البيانات المرسلة ، مع 256 مجموعة ممكنة من 8 بتات ، لا يزال أمانها محدودًا للغاية. أثناء بث الإشارة ، من المستحيل تتبع جهاز الإرسال ، مما يجعل عنوان الإشارة قابلاً للتخمين من قبل أي شخص. يجعل تقييد العنوان هذا استخدام HT12E مناسبًا فقط على مسافة أقصر. على مسافة أقصر ، يمكن للمرسل والمستقبل مشاهدة بعضهما البعض ، مثل جهاز التحكم عن بعد في التلفزيون ، وأمن المنزل ، وما إلى ذلك. في المنتجات التجارية ، يمكن لبعض أجهزة التحكم عن بعد أن تحل محل الأخرى كـ "جهاز تحكم عن بعد عالمي". نظرًا لأنها مصممة لمسافة أقصر ، فإن العديد من الأجهزة لها نفس إدخال العنوان من أجل البساطة.

الخطوة 2: بناء عدة السيارة الأساسية

تأتي مجموعة أدوات السيارة الأساسية لهذا المشروع من مجموعة روبوت تتبع الخط. يمكن الاطلاع على خطوات البناء والتصنيع في الرابط التالي:

سيتم تحويل مجموعة أدوات السيارة الأساسية في النهاية لتصبح سيارة يتم التحكم فيها عن طريق RC ، باستخدام شرائح HT12E / D IC.

الخطوة 3: مرحلة الكبل المربوط

1. استخدم نموذجًا أوليًا للوح التجارب وكابلات توصيل للنماذج الأولية.
2. اتبع الرسم التخطيطي أعلاه لتركيب المكونات وتوصيلها بلوح التجارب. لاحظ أن الاتصال الوحيد بين المرحلتين هو رقم التعريف الشخصي 17 على HT12E إلى الرقم 14 على HT12D.
3. اختبر التصميم من خلال التأكد من أن مصابيح LED المتصلة بـ HT12D تضيء عند الضغط على المفتاح الخاص بها في HT12E. راجع قسم استكشاف الأخطاء وإصلاحها للحصول على المساعدة في المشكلات الشائعة.

مزايا إعداد الكبل المربوط

1. موثوقة ومستقرة نظرًا لعدم وجود خطر من الكائنات الخارجية مثل التداخل
2. رخيص نسبيا
3. بسيطة ومباشرة للإعداد واستكشاف الأخطاء وإصلاحها
4. ليس عرضة للاستدلال من قبل مصادر خارجية أخرى

عيوب إعداد الكبل المربوط

1. غير عملي لنقل البيانات لمسافات طويلة
2. تصبح التكلفة أعلى بشكل ملحوظ مع الإرسال بعيد المدى
3. من الصعب نقلها أو إعادة وضعها في مواقع مختلفة
4. يتعين على المشغل البقاء على مقربة من كل من المرسل والمستقبل
5. انخفاض المرونة وحركة الاستخدام

الخطوة 4: مرحلة الإرسال بالأشعة تحت الحمراء

1. افصل الكبل المربوط المباشر من السن 17 في HT12E ، وقم بتوصيل دبوس الإخراج لجهاز إرسال الأشعة تحت الحمراء وتوصيل جهاز الإرسال بالطاقة.
2. افصل الكبل المربوط المباشر من السن 14 في HT12 D ، وقم بتوصيل دبوس الإدخال لمستقبل الأشعة تحت الحمراء وتوصيل جهاز الاستقبال بالطاقة.
3. اختبر التصميم من خلال التأكد من أن مصابيح LED المتصلة بـ HT12D تضيء عند الضغط على المفتاح الخاص بها في HT12E. راجع قسم استكشاف الأخطاء وإصلاحها للحصول على المساعدة في المشكلات الشائعة.

مزايا الإرسال بالأشعة تحت الحمراء

1. آمن للمسافات القصيرة بسبب متطلبات النقل عبر خط البصر
2. مستشعر الأشعة تحت الحمراء لا يتآكل أو يتأكسد بمرور الوقت
3. يمكن تشغيلها عن بعد
4. زيادة مرونة الاستخدام
5. زيادة حركة الاستخدام

مساوئ الإرسال بالأشعة تحت الحمراء

1. لا يمكن اختراق الأجسام الصلبة / الصلبة مثل الجدران ، أو حتى الضباب
2. الأشعة تحت الحمراء ذات الطاقة العالية يمكن أن تلحق الضرر بالعيون
3. أقل فعالية من إعداد الأسلاك المربوطة المباشرة
4. يتطلب استخدامًا محددًا للتردد لتجنب التداخل من مصدر خارجي
5. يتطلب مصدر طاقة خارجي لتشغيل جهاز الإرسال

الخطوة 5: مرحلة الإرسال اللاسلكي

1. افصل جهاز إرسال الأشعة تحت الحمراء من الطاقة والدبوس 17 من HT12E ، وقم بتوصيل دبوس الإخراج لجهاز الإرسال اللاسلكي 433 ميجا هرتز. أيضًا ، قم بتوصيل جهاز الإرسال بالأرض والطاقة.
2. افصل مستقبل الأشعة تحت الحمراء عن الطاقة والدبوس 14 من HT12D ، وقم بتوصيل دبابيس البيانات بجهاز استقبال الراديو 433 ميجاهرتز. أيضًا ، قم بتوصيل جهاز الاستقبال بالأرض والطاقة.
3. اختبر التصميم من خلال التأكد من أن مصابيح LED المتصلة بـ HT12D تضيء عند الضغط على المفتاح الخاص بها في HT12E. راجع قسم استكشاف الأخطاء وإصلاحها للحصول على المساعدة في المشكلات الشائعة.

مزايا إعداد الإرسال اللاسلكي

1. لا يتطلب خط رؤية بين المرسل والمستقبل
2. غير عرضة للتداخل من مصادر الضوء الساطع
3. سهلة وبسيطة للاستخدام
4. يمكن تشغيلها عن بعد
5. يزيد المرونة

مساوئ إعداد الإرسال اللاسلكي

1. قد يكون عرضة للتقاطع من المستخدمين القريبين لأنظمة الإرسال الراديوي الأخرى
2. عدد محدود من الترددات
3. التداخل المحتمل من هيئات البث الإذاعي الأخرى ، على سبيل المثال: محطات الراديو وخدمات الطوارئ وسائقي الشاحنات

الخطوة 6: النموذج الأولي لجهاز الإرسال اللاسلكي

1. انقل مكونات جهاز الإرسال اللاسلكي من لوحة النماذج الأولية إلى نموذج أولي ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
2. جندى المكونات ، بالرجوع إلى الرسم التخطيطي من الخطوة الثالثة.
3. استخدم أسلاكًا صلبة من القصدير لتوصيل الدائرة معًا ، باستخدام أسلاك ذات أكمام حيث تحدث التداخلات لمنع حدوث قصر في الدائرة.

الخطوة 7: النموذج الأولي لجهاز استقبال الراديو

1. انقل مكونات مستقبل الراديو من لوحة التجارب النموذجية إلى لوحة الدوائر المطبوعة للنماذج الأولية.
2. جندى المكونات ، بالرجوع إلى الرسم التخطيطي من الخطوة الثالثة.
3. استخدم أسلاكًا صلبة من القصدير لتوصيل الدائرة معًا ، باستخدام أسلاك ذات أكمام حيث تحدث التداخلات لمنع حدوث قصر في الدائرة.

الخطوة 8: النموذج الأولي لبرنامج تشغيل المحرك

1. مقابس ذكر اللحام بالمنافذ: IN1-4 والمحركات A-B ، للسماح بإجراء تعديلات سهلة أثناء الاختبار ، وفقًا للرسم التخطيطي أعلاه.
2. قم بتوصيل مقبس أنثى إلى الأطراف السالبة والموجبة ، كما هو موضح في الرسم البياني أعلاه.

ما هو سائق المحرك؟ تعمل وحدة التحكم في المحرك كوسيط بين شرائح IC في السيارة والبطاريات والمحركات. من الضروري أن يكون لديك واحد لأن شريحة HT12E يمكنها عادةً حوالي 0.1 أمبير فقط من التيار إلى المحرك ، بينما يتطلب المحرك عدة أمبير ليعمل بنجاح.

الخطوة 9: التكامل مع طقم السيارة الأساسي

تتمثل الخطوات التالية في تحويل عدة السيارة الأساسية إلى سيارة تعمل بالتحكم عن بعد.

1. افصل حزمة بطارية السيارة عن الدائرة.
2. كبلات وصلة لحام النموذج الأولي لكل وصلة محرك ، وقم بتوصيلها بسائق المحرك وفقًا للرسم التخطيطي في الخطوة الثامنة.
3. قم بتوصيل كبل الطاقة لجهاز استقبال الراديو ومحرك المحرك بحزمة البطارية المنفصلة الآن.
4. قم بتوصيل دبابيس الإخراج من HT12D (دبابيس 10-13) بالرؤوس ذات الصلة على محرك المحرك وفقًا للرسم التخطيطي في الخطوة الثامنة.
5. قم بتشغيل جهاز الإرسال اللاسلكي باستخدام حزمة بطارية USB محمولة.

الخطوة 10: الاختبار واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

اختبارات

1. بعد كل مرحلة بناء ، يجب أن تثير المدخلات في HT12E استجابة (أي إما تشغيل مصابيح LED أو دوران المحركات) من HT12D.

2. للتحكم في السيارة باستخدام جهاز التحكم في الإرسال اللاسلكي:

   • القيادة للأمام: امسك المحرك الأيسر والأيمن للأمام
   • القيادة للخلف: امسك المحرك الأيسر والأيمن للخلف
   • انعطف يسارًا: امسك المحرك الأيمن للأمام واليسار للخلف
   • انعطف يمينًا: امسك المحرك الأيسر للأمام والمحرك الأيمن للخلف

3. خصائص الأداء المحددة التي يمكن اختبارها هي:

   • سرعة
   • نطاق (جهاز الإرسال / الاستقبال اللاسلكي)
   • وقت الاستجابة
   • مصداقية
   • رشاقة
   • التحمل (عمر البطارية)
   • القدرة على العمل في مختلف التضاريس ونوع / ظروف السطح
   • حدود درجة حرارة التشغيل
   • حد حمل الحمولة
4. في حالة عدم حدوث أي استجابة أو حدوث استجابة غير صحيحة ، اتبع دليل استكشاف الأخطاء وإصلاحها أدناه:

استكشاف الأخطاء وإصلاحها

1. تدور المحركات في الاتجاه المعاكس لما هو مقصود

   • اضبط الترتيب الذي يتم به توصيل كبلات التوصيل النموذجية بمحرك المحرك (يمكن تبديل جميع المسامير)
   • الدائرة عبارة عن دائرة قصر: تحقق من وصلات اللحام وتوصيلات كبل العبور

2. المحركات / الدوائر لا تعمل

   • قد لا تحتوي الدائرة على جهد / تيار كافٍ لتشغيلها
   • تحقق من عدم وجود اتصال (بما في ذلك الطاقة)

3. ضوء تمكين الإرسال لا يعمل

   • مصابيح LED مستقطبة ، تأكد من أنها في الاتجاه الصحيح
   • قد يكون مؤشر LED في مهب بسبب التيار / الجهد العالي جدًا
   • الدوائر لا تستقبل إشارات حقًا ، تحقق من التوصيلات مرة أخرى

4. جهاز الإرسال / الاستقبال اللاسلكي ليس قوياً بدرجة كافية

   • تحقق لمعرفة ما إذا كان هناك أشخاص آخرون يستخدمون حاليًا أجهزة إرسال / مستقبلات الراديو
   • أضف هوائيًا إضافيًا (يمكن أن يكون سلكًا) لتعزيز الاتصال
   • قم بتوجيه جهاز الإرسال / المستقبل في الاتجاه العام لبعضهما البعض ، فقد تكون جودة منخفضة