Cotxe de joguina elèctric amb RC: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Per: Peter Tran 10ELT1

Aquest tutorial detalla la teoria, el disseny, la fabricació i el procés de proves per a un cotxe de joguina elèctric amb control remot (RC) que utilitza els xips HT12E / D IC. Els tutorials detallen les tres etapes del disseny del cotxe:

1. Cable connectat
2. Control d'infrarojos
3. Control de radiofreqüència

També hi ha una secció de resolució de problemes per resoldre problemes comuns que puguin sorgir.

Subministraments

Kit base per a cotxes

1x kit de robot de seguiment de línia (LK12070)

Fase de cable connectat

• 1x Taula de pa de prototipatge
• Cables de pont de tauler de pa
• Xip HT12E IC (amb sòcol)
• Xip HT12E IC (amb sòcol)
• Resistència 1x 1MΩ
• 4x interruptor de botó momentani
• 1x resistència de 47 kΩ
• 4x LED
• Font d'alimentació

Fase de transmissió infraroja

• 1 transmissor d'infrarojos (ICSK054A)
• 1x receptor d'infrarojos (ICSK054A)

Fase de transmissió per ràdio

• Transmissor RC 1x 433 MHz
• 1 receptor 433MHZ RC

Integració al kit de cotxes base

• 2x prototip de placa PCB
• 1x controlador de motor L298N

Pas 1: Descripció del xip HT12E / D IC

Els xips IC HT12E i HT12E s’utilitzen junts per a aplicacions del sistema de control remot, per transmetre i rebre dades per ràdio. Són capaços de codificar 12 bits d'informació que consta de 8 bits d'adreça i 4 bits de dades. Cada adreça i entrada de dades es pot programar externament o introduir mitjançant commutadors.

Per a un funcionament correcte, s’ha d’utilitzar un parell de xips HT12E / D amb el mateix format d’adreça / dades. El descodificador rep l'adreça i les dades de sèrie, transmeses per un transportista mitjançant un mitjà de transmissió de RF i dóna sortida als pins de sortida després de processar les dades.

Descripció de la configuració del pin HT12E

Pins 1-8: pins d'adreces per configurar els 8 bits d'adreces, permetent 256 combinacions diferents.

Pin 9: pas de terra

Pins 10-13: pins de dades per configurar els 4 bits de dades

Pin 14: transmetre el pin d'activació, actua com a commutador per permetre la transmissió de dades

Pin 15-16: Oscil·loscopi OUT / IN respectivament, requereix una resistència de 1M ohm

Pin 17: pin de sortida de dades per on surt la informació de 12 bits

Pin 18: pin d’entrada d’alimentació

Descripció de la configuració del pin HT12D

Pins 1-8: els pins d'adreça han de coincidir amb la configuració de l'HT12E

Pin 9: pas de terra

Pins 10-13: pins de dades

Pin 14: pin d'entrada de dades

Pins 15-16: Oscil·loscopi IN / OUT respectivament, requereix una resistència de 47 k ohmis

Pin 17: Pin de transmissió vàlid, actua com a indicador de quan es reben dades

Pin 18: pin d’entrada d’alimentació

Per què s’utilitza el codificador HT12E?

L’HT12E s’utilitza àmpliament en sistemes de control remot, per la seva fiabilitat, disponibilitat i facilitat d’ús. Actualment, molts telèfons intel·ligents es comuniquen a través d’Internet, però la majoria de telèfons intel·ligents encara disposen d’un HT12E per evitar la congestió d’internet. Tot i que l'HT12E utilitza l'adreça per transmetre amb les dades transmeses, amb 256 combinacions possibles de 8 bits, la seguretat encara és molt limitada. A mesura que s'emet un senyal, és impossible rastrejar el transmissor, cosa que fa que l'adreça del senyal sigui endevinable per ningú. Aquesta limitació d’adreces fa que l’ús del HT12E sigui adequat només a una distància més curta. A una distància més curta, l’enviador i el receptor es poden veure, com ara el comandament del televisor, la seguretat domèstica, etc. Com que estan dissenyats per a una distància més curta, molts dispositius tenen la mateixa entrada d’adreça per simplicitat.

Pas 2: construcció del kit base del cotxe

El kit base per a aquest projecte prové d’un kit de robot de seguiment de línia. Els passos de construcció i fabricació es poden trobar al següent enllaç:

El kit de cotxes base es convertirà eventualment en un cotxe controlat per RC, mitjançant els xips HT12E / D IC.

Pas 3: Fase de cable connectat

1. Utilitzeu una placa de prototips i cables de pont de prototipatge.
2. Seguiu l'esquema esquemàtic anterior per muntar i connectar els components a la placa de control. Tingueu en compte que l'única connexió entre els dos circuits integrats és el pin 17 de l'HT12E al pin 14 de l'HT12D.
3. Proveu el disseny assegurant-vos que els LED connectats a l'HT12D s'encenen quan es prem el seu respectiu interruptor de l'HT12E. Consulteu la secció de resolució de problemes per obtenir ajuda amb problemes habituals.

Avantatges d'una configuració de cable connectat

1. Fiable i estable a causa del risc d’objectes externs com a interferència
2. Relativament barat
3. Senzill i senzill de configurar i solucionar problemes
4. No és susceptible a la inferència d'altres fonts externes

Inconvenients de la configuració d'un cable connectat

1. Impracticable per a la transmissió de dades a llarga distància
2. El cost augmenta significativament amb una transmissió de llarg abast
3. És difícil traslladar-lo o canviar-lo de lloc a diferents ubicacions
4. L'operador ha de romandre molt a prop del transmissor i del receptor
5. Flexibilitat i mobilitat d'ús reduïdes

Pas 4: Fase de transmissió per infrarojos

1. Desconnecteu el cable connectat directe del pin 17 de l'HT12E, connecteu el pin de sortida d'un transmissor d'infrarojos i connecteu el transmissor a l'alimentació.
2. Desconnecteu el cable connectat directe del pin 14 del HT12 D, connecteu el pin d'entrada d'un receptor d'infrarojos i connecteu el receptor a l'alimentació.
3. Proveu el disseny assegurant-vos que els LED connectats a l'HT12D s'encenen quan es prem el seu respectiu interruptor de l'HT12E. Consulteu la secció de resolució de problemes per obtenir ajuda amb problemes habituals.

Avantatges d'una configuració de transmissió d'infrarojos

1. Assegureu-vos per a distàncies curtes a causa del requisit de transmissió de línia de visió
2. El sensor d'infrarojos no es corroix ni s'oxida amb el pas del temps
3. Es pot accionar remotament
4. Major flexibilitat d'ús
5. Increment de la mobilitat d’ús

Desavantatges d'una configuració de transmissió d'infrarojos

1. No es pot penetrar en objectes sòlids o durs, com ara parets o fins i tot boira
2. Els infrarojos a gran potència poden perjudicar els ulls
3. Menys eficaç que la configuració directa del cable fixat
4. Requereix un ús específic de la freqüència per evitar interferències d'una font externa
5. Requereix una font d'alimentació externa per fer funcionar el transmissor

Pas 5: Fase de transmissió de ràdio

1. Desconnecteu el transmissor d'infrarojos de l'alimentació i el pin 17 de l'HT12E, connecteu el pin de sortida del transmissor de ràdio a 433 MHz. A més, connecteu el transmissor a terra i a l’alimentació.
2. Desconnecteu el receptor d'infrarojos de l'alimentació i el pin 14 de l'HT12D, connecteu els pins de dades del receptor de ràdio a 433 MHz. A més, connecteu el receptor a terra i a l’alimentació.
3. Proveu el disseny assegurant-vos que els LED connectats a l'HT12D s'encenen quan es prem el seu respectiu interruptor de l'HT12E. Consulteu la secció de resolució de problemes per obtenir ajuda amb problemes habituals.

Avantatges d'una configuració de transmissió per ràdio

1. No requereix una línia de visió entre el transmissor i el receptor
2. No és susceptible a la interferència de fonts de llum brillants
3. Fàcil i senzill d'utilitzar
4. Es pot accionar remotament
5. Augmenta la flexibilitat

Desavantatges d'una configuració de transmissió de ràdio

1. Podria ser susceptible a un encreuament d’usuaris propers d’altres sistemes de transmissió de ràdio
2. Nombre finit de freqüències
3. Possibles interferències d'altres emissores de ràdio, per exemple: estacions de ràdio, serveis d'emergència, conductors de camions

Pas 6: prototip de transmissor de ràdio

1. Transfereix els components del transmissor de ràdio des de la placa de prototipat a una placa de prototipatge.
2. Soldeu els components, fent referència al diagrama del pas tres.
3. Utilitzeu cables de llauna sòlids per connectar el circuit junt, utilitzant cables de màniga on es produeixin superposicions per evitar un curtcircuit.

Pas 7: prototip de receptor de ràdio

1. Transfereix els components del receptor de ràdio des de la placa de prototipat a una placa de prototipatge.
2. Soldeu els components, fent referència al diagrama del pas tres.
3. Utilitzeu cables de llauna sòlids per connectar el circuit junt, utilitzant cables de màniga on es produeixin superposicions per evitar un curtcircuit.

Pas 8: prototip de controlador de motor

1. Preses de soldadura mascle als ports: IN1-4 i motors A-B, per permetre fàcils ajustos durant les proves, tal com es mostra al diagrama anterior.
2. Soldeu un sòcol femella als terminals negatius i positius, tal com es mostra al diagrama anterior.

Què és un controlador de motor? Un controlador de motor actua com a intermediari entre els xips IC, les bateries i els motors del cotxe. Cal tenir-ne un, perquè el xip HT12E sol ser capaç d’aproximadament 0,1 amperis de corrent al motor, mentre que el motor necessita diversos amperes per funcionar amb èxit.

Pas 9: Integració amb el kit de cotxe base

Els passos següents són convertir el kit del cotxe base en un cotxe RC funcional.

1. Desconnecteu la bateria del cotxe del circuit.
2. Soldeu els cables de prototip de pont a cada connexió del motor i connecteu-los al controlador del motor segons el diagrama del pas vuit.
3. Soldeu el cable d’alimentació del receptor de ràdio i del controlador del motor al paquet de bateries ara desconnectat.
4. Connecteu els pins de sortida de l'HT12D (pins 10-13) a les capçaleres corresponents del controlador de moters segons el diagrama del pas vuit.
5. Alimenteu el transmissor de ràdio mitjançant una bateria portàtil usb.

Pas 10: proves i resolució de problemes

Proves

1. Després de cada fase de construcció, l’entrada a l’HT12E hauria de provocar una resposta (és a dir, s’encenen els LED o els motors giren) des de l’HT12D.

2. Per controlar el cotxe mitjançant el controlador del transmissor de ràdio:

   • Conduir cap endavant: manteniu endavant el motor esquerre i dret
   • Conduir cap enrere: manteniu el motor esquerre i dret cap enrere
   • Gireu a l'esquerra: manteniu el motor dret cap endavant i el motor esquerre cap enrere
   • Gireu a la dreta: manteniu el motor esquerre cap endavant i el dret cap enrere

3. Les característiques específiques de rendiment que es poden provar són:

   • Velocitat
   • Rang (de transmissor / receptor de ràdio)
   • Temps de resposta
   • Fiabilitat
   • Agilitat
   • Resistència (durada de la bateria)
   • Capacitat per operar en diversos terrenys i tipus / condicions de superfície
   • Límits de temperatura de funcionament
   • Límit de càrrega
4. Si no es produeix cap resposta incorrecta, seguiu la guia de resolució de problemes següent:

Resolució de problemes

1. Els motors fan girar la direcció oposada a la prevista
   • Ajusteu l'ordre en què es connecten els prototips de cables del pont al controlador del motor (es poden canviar tots els pins)
   • El circuit està en curtcircuit: comproveu les juntes de soldadura i les connexions dels cables del pont

2. Els motors / circuits no s’encenen

   • És possible que el circuit no tingui prou tensió / corrent per encendre’s
   • Comproveu si hi ha una connexió que falta (inclosa l'alimentació)
3. La llum de transmissió habilitada no funciona
   • Els LED estan polaritzats i assegureu-vos que estigui en l’orientació correcta
   • És possible que el LED s’hagi bufat a causa d’un corrent / voltatge massa alt
   • Els circuits realment no reben senyals, torneu a comprovar les connexions

4. El transmissor / receptor de ràdio no és prou fort

   • Comproveu si altres persones també estan fent servir els transmissors / receptors de ràdio
   • Afegiu una antena addicional (pot ser un cable) per augmentar la connexió
   • Apunteu el transmissor / receptor en la direcció general els uns dels altres, ja que poden ser de baixa qualitat