สเก็ตบอร์ดไฟฟ้าไวต่อแรงกด: 7 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

คำแนะนำนี้สร้างขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของโครงการ Makecourse ที่มหาวิทยาลัยเซาท์ฟลอริดา (www.makecourse.com) คำแนะนำต่อไปนี้จะอธิบายขั้นตอนการสร้างสเก็ตบอร์ดไฟฟ้าที่ใช้แผ่นไวต่อแรงกดเป็นตัวควบคุมความเร็ว แผ่นรองทำงานร่วมกับบอร์ด Arduino Uno เช่นเดียวกับมอเตอร์ไฟฟ้าและ esc (ตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์)

แนบเป็นวิดีโอที่ให้ภาพรวมของโครงการทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 1: รายการชิ้นส่วน

ในการสร้างบอร์ดนี้ คุณจะต้องมีสิ่งต่อไปนี้

1. สเก็ตบอร์ดที่สมบูรณ์ พร้อมดาดฟ้า รถบรรทุก ล้อ และลูกปืน

2. บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ฉันใช้บอร์ด Uno ซึ่งสามารถพบได้ที่นี่

3. วงจรเขียงหั่นขนม Half Size เพียงพอสำหรับแอปพลิเคชันนี้

4. Velostat แผ่นกึ่งนำไฟฟ้าที่จะใช้เป็นแผ่นแรงดัน หาซื้อได้ที่นี่

5. มอเตอร์ไฟฟ้าไร้แปรงถ่าน คุณสามารถใช้มอเตอร์ kv ที่แตกต่างกันได้ขึ้นอยู่กับงบประมาณและความเร็วที่คุณต้องการ ในงานสร้างของฉัน ฉันใช้มอเตอร์ขนาด 280 kv ซึ่งสามารถพบได้ที่นี่

6. Electronic Speed Controller (esc) สำหรับยานพาหนะที่ควบคุมด้วยวิทยุ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณซื้อ esc ที่มีระดับแอมแปร์สูงกว่าที่มอเตอร์กำหนด ฉันไปกับตัวควบคุมนี้

7. แบตเตอรี่ ฉันใช้แบตเตอรี่ Li-po 3s จำนวน 4 ก้อนเพื่อให้เหมาะสมกับงบประมาณของฉัน คุณสามารถใช้แบตเตอรี่ประเภทที่คุณต้องการได้ตราบเท่าที่แบตเตอรี่เหล่านี้เข้ากันได้กับ esc ของคุณและจะจ่ายกระแสไฟให้เพียงพอสำหรับจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ของคุณ นี่คือแบตเตอรี่ที่ ใช้ในบิลด์นี้

8. ขั้วต่อกระสุนชายสำหรับการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ คุณสามารถหาแพ็คที่มีขั้วต่อทั้งตัวผู้และตัวเมียได้ที่นี่

9. เกียร์/รอกสำหรับระบบส่งกำลัง งานสร้างของฉันใช้เฟืองขนาดเล็ก 14 ฟันและเฟืองขนาดใหญ่ 36 ฟัน ไฟล์ Solidworks Part แนบมาด้านล่าง

10. สายพานไทม์มิ่ง

11. กล่องใส่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ นี่อาจเป็นการออกแบบของคุณเองหรือคุณสามารถแก้ไขเคสนี้ได้อย่างง่ายดาย

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบเซ็นเซอร์ความดัน Velostat

Velostat เป็นวัสดุนำไฟฟ้าที่ขายเป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์ มีคุณสมบัติพิเศษที่ทำให้สามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์ความดัน ซึ่งมีความต้านทานไฟฟ้าแตกต่างกันไปตามปริมาณแรงดันที่ใส่ เพื่อใช้ประโยชน์จากคุณสมบัตินี้ คุณต้องใช้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

ในการเริ่มต้นประกอบเซนเซอร์ คุณจะต้องตัดชิ้นส่วนของ velostat ให้ได้ขนาดและรูปร่างที่คุณต้องการ โปรดทราบว่าสิ่งนี้จะถูกวางไว้บนกระดานสเก็ตบอร์ดในตำแหน่งที่เท้าหน้าของคุณนั่ง ดังนั้นให้กำหนดขนาดของคุณบนกระดานที่คุณใช้

ตัดฟอยล์นำไฟฟ้าสองชิ้นให้มีขนาดเล็กกว่าเวโลสแตทเล็กน้อย ของใช้ในครัวเรือนอลูมิเนียมฟอยล์กับงานนี้

ถัดไป คุณจะต้องตัดและถอดสายไฟสำหรับเซ็นเซอร์ ใช้ลวดเกจ 18-20 ดึงฉนวนออกประมาณสองถึงสามนิ้วที่ปลายสายสองเส้น

ต่อสายแต่ละเส้นเข้ากับแผ่นฟอยล์แผ่นใดแผ่นหนึ่ง จากนั้นวางแต่ละแผ่นไว้ด้านตรงข้ามของแผ่น Velostat

ตอนนี้คุณได้ประกอบเซ็นเซอร์ความดันที่เสร็จสมบูรณ์แล้ว

ขั้นตอนที่ 3: การเดินสายวงจร Arduino

เมื่อประกอบเซ็นเซอร์ความดันแล้ว คุณจะต้องเชื่อมต่อกับบอร์ด Arduino Uno ของคุณ ดูภาพด้านบนเป็นแผนผังสายไฟ

บัดกรีสายไฟจากเซ็นเซอร์ไปยังสายจัมเปอร์สำหรับ Arduino สิ่งเหล่านี้จะใช้เป็นผู้นำด้านบวกและด้านลบของคุณ

เชื่อมต่อเอาต์พุต 5V ที่ด้านอะนาล็อกของ Arduino กับแถบบวกบนเขียงหั่นขนม และเชื่อมต่อตะกั่วที่เป็นบวก (สายสีแดงทางด้านซ้ายของภาพ) กับช่องสัญญาณบวกบนเขียงหั่นขนม

ต่อขั้วลบของคุณ (สายสีน้ำเงินทางด้านซ้ายของภาพ) เข้ากับเขียงหั่นขนม จากนั้นรันตัวต้านทาน 120 โอห์มจากขั้วลบบนเขียงหั่นขนมไปยังส่วนอื่นของเขียงหั่นขนม สิ่งนี้จะทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดัน คุณจึงนำแรงดันเอาต์พุตจากเซ็นเซอร์มาแปลงเป็นข้อมูลที่ใช้งานได้ใน Arduino

เชื่อมต่อตัวต้านทานกับกราวด์ของเขียงหั่นขนมและกราวด์เขียงหั่นขนมกับ Arduino

ต่อสายไฟเข้ากับเขียงหั่นขนมบนแถบที่มีตะกั่วลบและตัวต้านทานสำหรับตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ติดไว้ที่ด้านตรงข้ามของตัวต้านทานมากกว่าขั้วลบ เรียกใช้สายนี้เข้ากับอินพุตแบบอะนาล็อกบนบอร์ด Arduino ของคุณ นี่จะเป็นจุดที่ Arduino รับสัญญาณว่าจะเปลี่ยนเป็นการตอบสนองของเค้น

สุดท้าย เชื่อมต่อจัมเปอร์กับแถบบวกและลบ (สายสีส้มและสีเขียวในแผนภาพ) ของเขียงหั่นขนมพร้อมกับจัมเปอร์อีกหนึ่งตัวที่เชื่อมต่อกับ Arduino ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เชื่อมต่อจัมเปอร์ตัวสุดท้ายนี้กับพินดิจิทัลที่ทำเครื่องหมายว่าเป็นพิน PWM สิ่งเหล่านี้จะเป็นอินพุตพลังงานและสัญญาณไปยัง esc ของคุณ

ขั้นตอนที่ 4: การเขียนโปรแกรม Arduino

ใช้ Arduino IDE สร้างภาพสเก็ตช์ที่จะใช้สัญญาณสำหรับเซ็นเซอร์ของคุณและแมปเข้ากับการตอบสนองของคันเร่ง คุณจะต้องรวมไลบรารีเซอร์โวที่มาพร้อมกับ IDE รูปภาพด้านบนแสดงภาพสเก็ตช์ของฉันและฉันได้แนบไฟล์โปรแกรมด้านล่าง

อ่านบรรทัดที่แสดงความคิดเห็นเพื่อคำอธิบายที่ชัดเจนยิ่งขึ้นของภาพร่าง

ขั้นตอนที่ 5: การประกอบกำลังมอเตอร์และวงจรควบคุม

ขั้นตอนนี้อาจแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่ที่คุณซื้อสำหรับโครงสร้างของคุณ

งานสร้างของฉันต้องใช้แบตเตอรี่ 4 ก้อนทำงานขนานกันเพื่อให้ได้ค่าแอมแปร์ที่จำเป็น

ในการเชื่อมต่อแบตเตอรี่กับ ESC คุณจะต้องบัดกรีการเชื่อมต่อแบตเตอรี่กับ ESC ใช้ลวดเกจ 10 บัดกรีลวดสำหรับแบตเตอรี่แต่ละก้อนกับสายบวกและขั้วลบของ ESC ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้วางสายไฟให้เพียงพอเพื่อเข้าถึงแบตเตอรี่ของคุณ ดังนั้นให้พิจารณาตำแหน่งแบตเตอรี่ของคุณก่อนที่จะเริ่มขั้นตอนนี้

ถัดไป ประสานลวดบวกและลบแต่ละเส้นเข้ากับขั้วต่อกระสุนชาย คำนึงถึงแบตเตอรี่ที่คุณจะเชื่อมต่อปลั๊กเหล่านี้เพื่อให้การเดินสายของคุณเรียบง่ายและสะอาด

เชื่อมต่อด้านเอาต์พุตสัญญาณของ ESC กับมอเตอร์แบบไม่มีแปรง

เชื่อมต่อสายสัญญาณขนาดเล็กจาก ESC เข้ากับจัมเปอร์บนเขียงหั่นขนมจากจุดสิ้นสุดของขั้นตอนก่อนหน้า

ขั้นตอนที่ 6: การติดตั้งชุดมอเตอร์

มอเตอร์จะมีจุดยึดติดอยู่จากโรงงาน แต่คุณจะต้องสร้างขายึดเพื่อติดเข้ากับบอร์ด ฉันใช้แผ่นโลหะบางๆ ตัดและดัดให้ได้ขนาด

จัดเรียงมอเตอร์ของคุณในตำแหน่งที่คุณต้องการให้ติดตั้งบนโครงยึดและรูเจาะ ติดมอเตอร์เข้ากับโครงยึด

คุณจะต้องการติดเฟืองไทม์มิ่งเข้ากับมอเตอร์และล้อคนขับ เพื่อให้คุณสามารถติดตั้งมอเตอร์โดยพิจารณาความตึงของสายพาน

ติดสายพานเข้ากับมอเตอร์และจัดแนวในตำแหน่งที่ต้องติดตั้งโครงยึด เจาะรูสำหรับแท่นยึดมอเตอร์เข้ากับบอร์ด และขันแท่นยึดมอเตอร์เข้ากับบอร์ด

ขั้นตอนที่ 7: การประกอบบอร์ดขั้นสุดท้าย

นำเคสสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของคุณและเจาะรูด้านหน้าซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 นิ้ว เพื่อให้มีขนาดใหญ่พอที่ปลั๊กแบตเตอรี่จะเสียบเข้าไปได้

คุณจะต้องกำหนดตำแหน่งของกล่องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเจาะรูสำหรับติดตั้งที่ด้านล่างของกล่อง เจาะรูให้ตรงกับรูยึดบนเคสเข้ากับสเก็ตบอร์ด และสลักเคสเข้ากับเด็ค ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ติดตั้งกับด้านล่างของเคสเข้ากับบอร์ดเพื่อให้เข้าถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ง่าย

ใส่แบตเตอรี่และ ESC ลงในกล่องแล้วเดินสายไฟออกจากรูที่ด้านหน้า เสียบอะแดปเตอร์ 9V เข้ากับ Arduino และต่อแบตเตอรี่เข้ากับ ESC เชื่อมต่อ ESC กับจัมเปอร์บนเขียงหั่นขนมและเสียบมอเตอร์เข้าไป

ESC ในรายการชิ้นส่วนได้รับการตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าและจะทำงานได้ทันที อย่างไรก็ตาม คอนโทรลเลอร์บางตัวอาจไม่ทำงาน และคุณอาจต้องดูคำแนะนำสำหรับคอนโทรลเลอร์ของคุณเพื่อตั้งโปรแกรม