รถของเล่นไฟฟ้าขับเคลื่อนด้วย RC: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

โดย: Peter Tran 10ELT1

บทช่วยสอนนี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับทฤษฎี การออกแบบ การผลิต และการทดสอบสำหรับรถของเล่นไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยรีโมทคอนโทรล (RC) โดยใช้ชิป HT12E/D IC บทช่วยสอนให้รายละเอียดเกี่ยวกับการออกแบบรถยนต์สามขั้นตอน:

1. เคเบิ้ลไทร์
2. การควบคุมอินฟราเรด
3. การควบคุมความถี่วิทยุ

นอกจากนี้ยังมีส่วนการแก้ไขปัญหาเพื่อแก้ไขปัญหาทั่วไปที่อาจเกิดขึ้น

เสบียง

ชุดอุปกรณ์ติดรถยนต์พื้นฐาน

1x หุ่นยนต์ติดตามสาย ชุด (LK12070)

เฟสเคเบิลแบบต่อพ่วง

• 1x การสร้างต้นแบบเขียงหั่นขนม
• สายจัมเปอร์เขียงหั่นขนม
• HT12E ชิป IC (พร้อมซ็อกเก็ต)
• HT12E ชิป IC (พร้อมซ็อกเก็ต)
• ตัวต้านทาน 1x1MΩ
• สวิตช์ปุ่มชั่วขณะ 4x
• ตัวต้านทาน 1x47kΩ
• 4x LED
• พาวเวอร์ซัพพลาย

ระยะการส่งสัญญาณอินฟราเรด

• 1x เครื่องส่งสัญญาณอินฟราเรด (ICSK054A)
• 1x อินฟราเรด ตัวรับ (ICSK054A)

เฟสการส่งวิทยุ

• เครื่องส่งสัญญาณ RC 1x 433MHz
• 1x 433เมกะเฮิร์ตซ์ RC ตัวรับ

การรวมเข้ากับ Base Car Kit

• 2x บอร์ด PCB ต้นแบบ
• 1x L298N เครื่องยนต์ ไดร์เวอร์

ขั้นตอนที่ 1: ทำความเข้าใจชิป IC HT12E/D

ชิป IC HT12E และ HT12E ใช้ร่วมกันสำหรับแอปพลิเคชันระบบควบคุมระยะไกล เพื่อส่งและรับข้อมูลทางวิทยุ พวกเขาสามารถเข้ารหัสข้อมูล 12 บิตซึ่งประกอบด้วยบิตที่อยู่ 8 บิตและ 4 บิตข้อมูล ที่อยู่และข้อมูลอินพุตแต่ละรายการสามารถตั้งโปรแกรมภายนอกหรือป้อนโดยใช้สวิตช์ได้

เพื่อการทำงานที่เหมาะสม ต้องใช้ชิป HT12E/D ที่มีรูปแบบที่อยู่/ข้อมูลเหมือนกัน ตัวถอดรหัสได้รับที่อยู่อนุกรมและข้อมูล ซึ่งส่งโดยผู้ให้บริการโดยใช้สื่อส่งสัญญาณ RF และให้เอาต์พุตไปยังพินเอาต์พุตหลังจากประมวลผลข้อมูล

คำอธิบายการกำหนดค่าพิน HT12E

พิน 1-8: แอดเดรสพินเพื่อกำหนดค่าบิตแอดเดรส 8 บิต อนุญาตให้มีชุดค่าผสมที่แตกต่างกัน 256 รายการ

พิน 9: พินกราวด์

หมุด 10-13: หมุดข้อมูลเพื่อกำหนดค่าบิตข้อมูล 4 ตัว

พิน 14: ส่งพินเปิดใช้งาน ทำหน้าที่เป็นสวิตช์เพื่ออนุญาตให้ส่งข้อมูล

ขา 15-16: Oscilloscope OUT/IN ตามลำดับ ต้องใช้ตัวต้านทาน 1M ohm

พิน 17: พินเอาต์พุตข้อมูลที่ข้อมูล 12 บิตออกมา

พิน 18: พินอินพุตพลังงาน

คำอธิบายการกำหนดค่าพิน HT12D

หมุด 1-8: หมุดที่อยู่ต้องตรงกับการกำหนดค่าของ HT12E

พิน 9: พินกราวด์

หมุด 10-13: หมุดข้อมูล

พิน 14: พินอินพุตข้อมูล

พิน 15-16: ออสซิลโลสโคปเข้า/ออกตามลำดับ ต้องใช้ตัวต้านทาน 47k ohm

พิน 17: พินการส่งที่ถูกต้อง ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้เมื่อได้รับข้อมูล

พิน 18: พินอินพุตพลังงาน

เหตุใดจึงใช้ตัวเข้ารหัส HT12E

HT12E ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบควบคุมระยะไกล เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือ ความพร้อมใช้งาน และความสะดวกในการใช้งาน ขณะนี้สมาร์ทโฟนหลายเครื่องสื่อสารผ่านอินเทอร์เน็ต แต่สมาร์ทโฟนส่วนใหญ่ยังคงใช้ HT12E เพื่อหลีกเลี่ยงความแออัดของอินเทอร์เน็ต แม้ว่า HT12E จะใช้ที่อยู่ในการส่งข้อมูลกับข้อมูลที่ส่ง โดยสามารถผสม 8 บิตได้ 256 รายการ แต่การรักษาความปลอดภัยก็ยังจำกัดอยู่มาก เนื่องจากมีการแพร่สัญญาณ จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะติดตามตัวส่งสัญญาณ ทำให้ใครๆ ก็คาดเดาที่อยู่ของสัญญาณได้ ข้อจำกัดที่อยู่นี้ทำให้การใช้ HT12E มีความเหมาะสมในระยะทางที่สั้นกว่าเท่านั้น ในระยะทางที่สั้นกว่า ผู้ส่งและผู้รับสามารถดูกันและกันได้ เช่น รีโมตทีวี ระบบรักษาความปลอดภัยภายในบ้าน ฯลฯ ในผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ รีโมทคอนโทรลบางตัวสามารถแทนที่ตัวอื่นๆ เป็น 'รีโมตอเนกประสงค์' เนื่องจากได้รับการออกแบบสำหรับระยะทางที่สั้นกว่า อุปกรณ์จำนวนมากจึงมีอินพุตที่อยู่เดียวกันเพื่อความง่าย

ขั้นตอนที่ 2: การสร้าง Base Car Kit

Base Car Kit สำหรับโปรเจ็กต์นี้มาจาก Line Following Robot Kit ดูขั้นตอนการก่อสร้างและการผลิตได้ในลิงก์ต่อไปนี้

Base Car Kit จะถูกแปลงเป็นรถบังคับ RC โดยใช้ชิป HT12E/D IC

ขั้นตอนที่ 3: เฟสเคเบิลแบบเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต

1. ใช้เขียงหั่นขนมต้นแบบและสายจัมเปอร์สร้างต้นแบบ
2. ทำตามแผนผังด้านบนเพื่อเมานต์และเชื่อมต่อส่วนประกอบกับเขียงหั่นขนม หมายเหตุ การเชื่อมต่อระหว่างไอซีทั้งสองเท่านั้นคือพิน 17 บน HT12E เพื่อพิน 14 บน HT12D
3. ทดสอบการออกแบบโดยตรวจสอบให้แน่ใจว่าไฟ LED ที่เชื่อมต่อกับ HT12D สว่างขึ้นเมื่อกดสวิตช์ตามลำดับบน HT12E ดูส่วนการแก้ไขปัญหาสำหรับความช่วยเหลือเกี่ยวกับปัญหาทั่วไป

ข้อดีของการติดตั้งสายเคเบิลแบบต่อพ่วง

1. เชื่อถือได้และมีเสถียรภาพเนื่องจากไม่มีความเสี่ยงต่อวัตถุภายนอกเนื่องจากการรบกวน
2. ค่อนข้างถูก
3. ง่ายและตรงไปตรงมาในการตั้งค่าและแก้ไขปัญหา
4. ไม่ไวต่อการอนุมานจากแหล่งภายนอกอื่น

ข้อเสียของการติดตั้งสายเคเบิลที่ปล่อยไว้

1. ใช้งานไม่ได้กับการส่งข้อมูลทางไกล
2. ค่าใช้จ่ายจะสูงขึ้นอย่างมากเมื่อมีการส่งสัญญาณระยะไกล
3. ยากที่จะย้ายหรือเปลี่ยนตำแหน่งไปยังตำแหน่งต่างๆ
4. ผู้ปฏิบัติงานต้องอยู่ใกล้ทั้งเครื่องส่งและเครื่องรับ
5. ลดความยืดหยุ่นและความคล่องตัวในการใช้งาน

ขั้นตอนที่ 4: ระยะการส่งสัญญาณอินฟราเรด

1. ถอดสายเคเบิลที่ต่อพ่วงโดยตรงออกจากพิน 17 ของ HT12E ต่อพินเอาต์พุตของตัวส่งสัญญาณอินฟราเรดและเชื่อมต่อตัวส่งสัญญาณเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ
2. ถอดสายเคเบิลที่ต่อพ่วงโดยตรงออกจากพิน 14 ของ HT12 D เชื่อมต่อพินอินพุตของเครื่องรับอินฟราเรดและเชื่อมต่อเครื่องรับเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ
3. ทดสอบการออกแบบโดยตรวจสอบให้แน่ใจว่าไฟ LED ที่เชื่อมต่อกับ HT12D สว่างขึ้นเมื่อกดสวิตช์ตามลำดับบน HT12E ดูส่วนการแก้ไขปัญหาสำหรับความช่วยเหลือเกี่ยวกับปัญหาทั่วไป

ข้อดีของการตั้งค่าการส่งสัญญาณอินฟราเรด

1. ปลอดภัยสำหรับระยะทางสั้น ๆ เนื่องจากข้อกำหนดของการส่งผ่านสายตา
2. เซ็นเซอร์อินฟราเรดไม่สึกกร่อนหรือออกซิไดซ์เมื่อเวลาผ่านไป
3. สามารถควบคุมจากระยะไกลได้
4. เพิ่มความยืดหยุ่นในการใช้งาน
5. เพิ่มความคล่องตัวในการใช้งาน

ข้อเสียของการตั้งค่าการส่งสัญญาณอินฟราเรด

1. ไม่สามารถเจาะวัตถุแข็ง/แข็ง เช่น ผนัง หรือแม้แต่หมอก
2. อินฟราเรดกำลังสูงอาจเป็นอันตรายต่อดวงตา
3. มีประสิทธิภาพน้อยกว่าการติดตั้งสายไฟแบบต่อพ่วงโดยตรง
4. ต้องใช้ความถี่เฉพาะเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนจากแหล่งภายนอก
5. ต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอกเพื่อใช้งานเครื่องส่งสัญญาณ

ขั้นตอนที่ 5: ระยะการส่งวิทยุ

1. ตัดการเชื่อมต่อเครื่องส่งสัญญาณอินฟราเรดจากแหล่งจ่ายไฟและพิน 17 ของ HT12E เชื่อมต่อพินเอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณวิทยุ 433MHz เชื่อมต่อเครื่องส่งกับกราวด์และกำลังไฟ
2. ถอดตัวรับสัญญาณอินฟราเรดออกจากแหล่งจ่ายไฟและพิน 14 ของ HT12D เชื่อมต่อหมุดข้อมูลของเครื่องรับวิทยุ 433MHz เชื่อมต่อเครื่องรับกับกราวด์และกำลังไฟ
3. ทดสอบการออกแบบโดยตรวจสอบให้แน่ใจว่าไฟ LED ที่เชื่อมต่อกับ HT12D สว่างขึ้นเมื่อกดสวิตช์ตามลำดับบน HT12E ดูส่วนการแก้ไขปัญหาสำหรับความช่วยเหลือเกี่ยวกับปัญหาทั่วไป

ข้อดีของการตั้งค่าการส่งสัญญาณวิทยุ

1. ไม่ต้องการแนวสายตาระหว่างตัวส่งและตัวรับ
2. ไม่ไวต่อการรบกวนจากแหล่งกำเนิดแสงจ้า
3. ใช้งานง่ายและสะดวก
4. สามารถควบคุมจากระยะไกลได้
5. เพิ่มความยืดหยุ่น

ข้อเสียของการตั้งค่าการส่งสัญญาณวิทยุ

1. อาจไวต่อการครอสโอเวอร์จากผู้ใช้ระบบส่งสัญญาณวิทยุอื่นๆ ในบริเวณใกล้เคียง
2. จำนวนจำกัดของความถี่
3. อาจมีสัญญาณรบกวนจากสถานีวิทยุกระจายเสียงอื่นๆ เช่น สถานีวิทยุ บริการฉุกเฉิน คนขับรถบรรทุก

ขั้นตอนที่ 6: เครื่องส่งสัญญาณวิทยุต้นแบบ

1. ถ่ายโอนส่วนประกอบสำหรับเครื่องส่งวิทยุจากเขียงหั่นขนมต้นแบบไปยัง PCB การสร้างต้นแบบ
2. ประสานส่วนประกอบโดยอ้างอิงถึงไดอะแกรมจากขั้นตอนที่สาม
3. ใช้ลวดดีบุกที่เป็นของแข็งเพื่อต่อวงจรเข้าด้วยกัน โดยใช้สายแบบมีปลอกแขนที่มีการทับซ้อนกันเพื่อป้องกันการลัดวงจร

ขั้นตอนที่ 7: เครื่องรับวิทยุต้นแบบ

1. ถ่ายโอนส่วนประกอบสำหรับเครื่องรับวิทยุจากแผงวงจรทดลองสร้างต้นแบบไปยัง PCB ต้นแบบ
2. ประสานส่วนประกอบโดยอ้างอิงถึงไดอะแกรมจากขั้นตอนที่สาม
3. ใช้ลวดดีบุกที่เป็นของแข็งเพื่อต่อวงจรเข้าด้วยกัน โดยใช้สายแบบมีปลอกแขนที่มีการทับซ้อนกันเพื่อป้องกันการลัดวงจร

ขั้นตอนที่ 8: ตัวขับมอเตอร์ต้นแบบ

1. เสียบปลั๊กตัวผู้เข้ากับพอร์ต: IN1-4 และมอเตอร์ AB เพื่อให้ปรับเปลี่ยนได้ง่ายระหว่างการทดสอบ ตามแผนภาพด้านบน
2. ประสานซ็อกเก็ตหญิงกับขั้วลบและขั้วบวกตามแผนภาพด้านบน

Motor Driver คืออะไร? Motor Controller ทำหน้าที่เป็นตัวกลางระหว่างชิป IC, แบตเตอรี่และมอเตอร์ของรถยนต์ จำเป็นต้องมีหนึ่งอันเพราะโดยปกติแล้วชิป HT12E สามารถจ่ายกระแสไฟไปยังมอเตอร์ได้เพียง 0.1 แอมป์ ในขณะที่มอเตอร์ต้องการแอมป์หลายตัวจึงจะทำงานได้สำเร็จ

ขั้นตอนที่ 9: การผสานรวมกับ Base Car Kit

ขั้นตอนต่อไปนี้คือการแปลง Base Car Kit เป็น RC Car ที่ใช้งานได้

1. ถอดแบตเตอรี่รถยนต์ออกจากวงจร
2. บัดกรีสายเคเบิลจัมเปอร์ต้นแบบสำหรับการเชื่อมต่อมอเตอร์แต่ละตัว และเชื่อมต่อเข้ากับไดรเวอร์มอเตอร์ตามแผนภาพในขั้นตอนที่แปด
3. บัดกรีสายไฟสำหรับเครื่องรับวิทยุและไดรเวอร์มอเตอร์กับก้อนแบตเตอรี่ที่ถอดออกในขณะนี้
4. เชื่อมต่อพินเอาต์พุตจาก HT12D (พิน 10-13) กับส่วนหัวที่เกี่ยวข้องบนไดรเวอร์มอเตอร์ตามแผนภาพในขั้นตอนที่แปด
5. เปิดเครื่องส่งวิทยุโดยใช้ชุดแบตเตอรี่ USB แบบพกพา

ขั้นตอนที่ 10: การทดสอบและการแก้ไขปัญหา

การทดสอบ

1. หลังจากแต่ละขั้นตอนการก่อสร้าง การป้อนข้อมูลใน HT12E ควรกระตุ้นการตอบสนอง (เช่น ไฟ LED เปิดหรือมอเตอร์หมุน) จาก HT12D

2. ในการควบคุมรถโดยใช้ตัวควบคุมเครื่องส่งวิทยุ:

   • ขับไปข้างหน้า: ถือมอเตอร์ทั้งซ้ายและขวาไปข้างหน้า
   • ขับถอยหลัง: ถือมอเตอร์ทั้งซ้ายและขวาไว้ข้างหลัง
   • เลี้ยวซ้าย: ถือมอเตอร์ขวาไปข้างหน้าและมอเตอร์ซ้ายไปข้างหลัง
   • เลี้ยวขวา: ถือมอเตอร์ซ้ายไปข้างหน้าและมอเตอร์ขวาไปข้างหลัง

3. ลักษณะการทำงานเฉพาะที่สามารถทดสอบได้คือ:

   • ความเร็ว
   • ช่วง (ของเครื่องส่ง/เครื่องรับวิทยุ)
   • เวลาตอบสนอง
   • ความน่าเชื่อถือ
   • ความคล่องตัว
   • ความทนทาน (อายุแบตเตอรี่)
   • ความสามารถในการทำงานในภูมิประเทศและประเภท/สภาพพื้นผิวต่างๆ
   • ขีด จำกัด อุณหภูมิในการทำงาน
   • ขีด จำกัด การบรรทุก
4. หากไม่มีหรือมีการตอบสนองที่ไม่ถูกต้องเกิดขึ้น ให้ทำตามคำแนะนำการแก้ไขปัญหาด้านล่าง:

การแก้ไขปัญหา

1. มอเตอร์หมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามกับสิ่งที่ตั้งใจไว้

   • ปรับลำดับของการเชื่อมต่อสายจัมเปอร์ต้นแบบบนตัวขับมอเตอร์ (พินทั้งหมดสามารถสลับไปมาได้)
   • วงจรไฟฟ้าลัดวงจร: ตรวจสอบข้อต่อบัดกรีและการเชื่อมต่อสายจัมเปอร์

2. มอเตอร์/วงจรไม่เปิดขึ้น

   • วงจรอาจมีแรงดันไฟ/กระแสไฟไม่พอให้เปิด
   • ตรวจสอบการเชื่อมต่อที่ขาดหายไป (รวมพลังงาน)

3. ไฟที่เปิดใช้งานการส่งสัญญาณไม่ทำงาน

   • ไฟ LED เป็นแบบโพลาไรซ์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอยู่ในทิศทางที่ถูกต้อง
   • ไฟ LED อาจดับเนื่องจากกระแสไฟ/แรงดันไฟสูงเกินไป
   • วงจรไม่รับสัญญาณจริงๆ ตรวจสอบการเชื่อมต่ออีกครั้ง

4. เครื่องส่ง/เครื่องรับวิทยุไม่แรงพอ

   • ตรวจสอบเพื่อดูว่าคนอื่นกำลังใช้เครื่องส่ง/เครื่องรับวิทยุอยู่หรือไม่
   • เพิ่มเสาอากาศเพิ่มเติม (อาจเป็นสาย) เพื่อเพิ่มการเชื่อมต่อ
   • ชี้เครื่องส่ง/เครื่องรับในทิศทางทั่วไปซึ่งกันและกัน อาจมีคุณภาพต่ำ