لوح تزلج كهربائي حساس للضغط: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

تم إنشاء هذا التوجيه استيفاءً لمتطلبات مشروع Makecourse في جامعة جنوب فلوريدا (www.makecourse.com). سوف يشرح التوجيه التالي عملية بناء لوح التزلج الكهربائي الذي يستخدم وسادة حساسة للضغط كوحدة تحكم في السرعة. تعمل الوسادة جنبًا إلى جنب مع لوحة Arduino Uno بالإضافة إلى محرك كهربائي و esc (وحدة تحكم إلكترونية في السرعة).

مرفق مقطع فيديو يقدم نظرة عامة على المشروع بأكمله.

الخطوة 1: قائمة الأجزاء

من أجل بناء هذا المنتدى ، سوف تحتاج إلى العناصر التالية.

1. لوح تزلج كامل ، مع سطح ، وشاحنات ، وعجلات ومحامل.

2. لوحة تحكم اردوينو الصغيرة. لقد استخدمت لوحة Uno ، والتي يمكن العثور عليها هنا.

3. دائرة اللوح. نصف الحجم أكثر من كافٍ لهذا التطبيق.

4. Velostat ، صفيحة شبه موصلة تستخدم في وسادة الضغط ، والتي يمكن شراؤها من هنا.

5. محرك كهربائي بدون فرش. يمكنك استخدام محركات kv مختلفة حسب ميزانيتك وتفضيلات السرعة. في بنائي ، استخدمت محرك 280 كيلو فولت يمكن العثور عليه هنا.

6. وحدة تحكم في السرعة الإلكترونية (ESC) للمركبات التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو. تأكد من شراء مفتاح esc ذو شدة تيار أعلى مما يتطلبه المحرك. ذهبت مع وحدة التحكم هذه.

7. البطاريات ، لقد استخدمت أربع بطاريات Li-po 3s لتناسب ميزانيتي ، يمكنك استخدام أنواع البطاريات المفضلة لديك طالما أنها متوافقة مع esc الخاص بك وسوف تطفئ تيارًا كافيًا لتشغيل محركك. هذه هي البطاريات التي تستخدم في هذا البناء.

8. موصلات ذكر رصاصة لتوصيلات البطارية. يمكنك العثور هنا على حزمة بها موصلات ذكر وأنثى.

9. التروس / البكرات لنظام الدفع. استخدم بنيتي ترسًا صغيرًا يبلغ 14 سنًا و 36 ترسًا كبيرًا. يتم إرفاق ملفات Solidworks Part أدناه.

10. حزام توقيت.

11. صندوق لإيواء الإلكترونيات. يمكن أن يكون هذا تصميمًا خاصًا بك ، أو يمكنك تعديل هذه الحالة بسهولة إلى حد ما.

الخطوة 2: تجميع مستشعر ضغط Velostat

Velostat عبارة عن مادة موصلة للكهرباء تُباع كمواد تعبئة. له خاصية فريدة تجعله قابلاً للاستخدام كمستشعر ضغط ، والذي يختلف في المقاومة الكهربائية حسب مقدار الضغط الذي يتم وضعه عليه. من أجل الاستفادة من هذه الخاصية ، يجب تشغيل تيار كهربائي من خلالها.

لبدء تجميع المستشعر ، ستحتاج إلى قطع قطعة من الفيلوستات حسب الحجم والشكل المفضل لديك. ضع في اعتبارك أنه سيتم وضع هذا أعلى لوح التزلج حيث تجلس قدمك الأمامية ، لذا ضع مقاسك على السبورة التي تستخدمها.

قطع قطعتين من رقائق موصل بحجم أصغر قليلاً من الفيلوستات. رقائق الألومنيوم المنزلية مع العمل لهذا الغرض.

بعد ذلك ، ستحتاج إلى قطع وتجريد الأسلاك لجهاز الاستشعار. باستخدام سلك قياس 18-20 ، قم بفصل حوالي 2 إلى 3 بوصات من العزل في نهاية سلكين.

قم بتوصيل كل سلك بأحد صفائح رقائقك ثم ضع كل ورقة على جوانب متقابلة من وسادة Velostat.

لديك الآن تجميع مستشعر الضغط المكتمل.

الخطوة 3: توصيل أسلاك دائرة Arduino

بمجرد تجميع مستشعر الضغط ، ستحتاج إلى توصيله بلوحة Arduino Uno. الرجوع إلى الصورة أعلاه كمخطط الأسلاك.

قم بتلحيم الأسلاك من المستشعر إلى أسلاك التوصيل الخاصة بـ Arduino. سيتم استخدام هذه كخيوط إيجابية وسلبية.

قم بتوصيل مخرج 5V على الجانب التناظري من Arduino بالشريط الموجب على لوح التجارب ، وقم بتوصيل السلك الموجب (السلك الأحمر على يسار الصورة) بالقناة الإيجابية على اللوح.

قم بتوصيل الرصاص السالب (السلك الأزرق على يسار الصورة) باللوحة ثم قم بتشغيل مقاوم 120 أوم من السلك السالب على اللوح إلى جزء آخر من اللوح. سيكون هذا بمثابة مقسم للجهد بحيث يمكنك أخذ جهد الخرج من المستشعر وتحويله إلى بيانات قابلة للاستخدام في Arduino.

قم بتوصيل المقاوم بأرض اللوح وقم بتوصيل اللوح بأردوينو.

قم بتوصيل سلك باللوحة على الشريط الذي يحتوي على الرصاص السالب والمقاوم لمقسم الجهد. تأكد من إرفاقه على الجانب الآخر من المقاوم من الرصاص السالب. قم بتشغيل هذا السلك في مدخلات تمثيلية على لوحة Arduino الخاصة بك. سيكون هذا هو المكان الذي يتلقى فيه Arduino إشارة بأنه سيتحول إلى استجابة دواسة الوقود.

أخيرًا ، قم بتوصيل وصلات العبور بالشرائط الموجبة والسالبة (الأسلاك البرتقالية والخضراء في الرسم التخطيطي) من اللوح جنبًا إلى جنب مع وصلة عبور أخرى تتصل بـ Arduino. تأكد من توصيل هذا الموصل الأخير بدبوس رقمي مميز على أنه دبوس PWM. ستكون هذه مدخلات الطاقة والإشارة إلى esc الخاص بك.

الخطوة 4: برمجة Arduino

باستخدام Arduino IDE ، قم بإنشاء رسم يأخذ إشارة المستشعر الخاص بك ويعينها في استجابة الخانق. سوف تحتاج إلى تضمين مكتبة المؤازرة التي تأتي مع IDE. تظهر الصور أعلاه مخططي وقد أرفقت ملف البرنامج أدناه.

اقرأ الأسطر المعلقة للحصول على وصف أكثر وضوحًا للرسم.

الخطوة 5: تجميع طاقة المحرك ودائرة التحكم

اعتمادًا على البطاريات التي اشتريتها لجهازك ، قد تختلف هذه الخطوة قليلاً.

يتطلب بنائي 4 بطاريات تعمل بالتوازي من أجل تحقيق التيار اللازم.

لتوصيل البطاريات بـ ESC ، ستحتاج إلى لحام توصيلات البطارية بـ ESC. باستخدام سلك 10 gage ، قم بتوصيل سلك لكل بطارية بالأسلاك الإيجابية والسلبية لـ ESC. تأكد من ترك سلك كافٍ للوصول إلى بطارياتك ، لذا ضع في اعتبارك وضع البطارية قبل أن تبدأ هذه الخطوة.

بعد ذلك ، قم بتوصيل كل سلك موجب وسالب بموصل رصاصة ذكر. ضع في اعتبارك البطارية التي ستقوم بتوصيل هذه المقابس بها من أجل الحفاظ على الأسلاك الخاصة بك بسيطة ونظيفة.

قم بتوصيل جانب خرج الإشارة من ESC بالمحرك بدون فرش.

قم بتوصيل أسلاك الإشارة الصغيرة من ESC إلى وصلات العبور على اللوح من نهاية الخطوة السابقة.

الخطوة 6: تركيب مجموعة المحرك

سيحتوي المحرك على نقطة تثبيت عليه من المصنع ، لكنك ستحتاج إلى تصنيع قوس لتثبيته باللوحة. لقد استخدمت قطعة رقيقة من الصفائح المعدنية ، مقطوعة ومثنية بالحجم.

اصطف محرك سيارتك في المكان الذي تريد تثبيته فيه على الحامل وحفر الثقوب. قم بتوصيل المحرك بالقوس.

سترغب في إرفاق تروس التوقيت الخاصة بك بالمحرك وبعجلة القيادة الخاصة بك حتى تتمكن من تركيب المحرك مع مراعاة شد الحزام.

قم بتوصيل الحزام بالمحرك واصطف حيث يجب تثبيت الدعامة. قم بحفر ثقوب لتركيب المحرك في اللوحة وقم بربط قوس المحرك باللوحة.

الخطوة 7: تجميع المجلس النهائي

خذ علبة الإلكترونيات الخاصة بك وحفر حفرة في مقدمتها ، قطرها حوالي بوصة واحدة ، بحيث تكون كبيرة بما يكفي لتناسب مقابس البطارية.

ستحتاج إلى تحديد موضع علبة الإلكترونيات الخاصة بك وحفر ثقوب تثبيت في الجزء السفلي منها. حفر ثقوب لتتناسب مع الثقوب المتصاعدة على العلبة في لوح التزلج وثبتها على سطح السفينة. تأكد من تثبيته أسفل العلبة على اللوحة لسهولة الوصول إلى الإلكترونيات.

ضع البطاريات و ESC في مكانها في الصندوق وقم بتشغيل الأسلاك من الفتحة الموجودة في المقدمة. قم بتوصيل محول 9V في Arduino وقم بتوصيل البطاريات بـ ESC. قم بتوصيل ESC بالقوابس على اللوح وقم بتوصيل المحرك.

تمت برمجة ESC في قائمة الأجزاء مسبقًا وستعمل على الفور ، ولكن لن تكون جميع وحدات التحكم ، وقد تحتاج إلى الاطلاع على الإرشادات الخاصة بوحدة التحكم الخاصة بك لبرمجتها.