รถ RC ขนาดเต็ม: 14 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

มันคืออะไร?

คิดว่ารถ RC มีไว้สำหรับเด็กเท่านั้น? คิดอีกครั้ง! บทช่วยสอนนี้จะแสดงวิธีการประกอบและสร้างรถ RC ขนาดเต็ม 1:1 การติดตั้งระบบควบคุมเหล่านี้ในรถยนต์ถือเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีในการสร้างรถยนต์ที่ขับเคลื่อนอัตโนมัติเต็มรูปแบบของคุณเอง (เฟสต่อไป)

หมายเหตุ: โครงสร้างนี้อิงจากรถสไตล์ที่ไม่ใช่แบบ "drive-by-wire" หากคุณต้องการอ่านบทช่วยสอนอื่นๆ ของฉันสำหรับรถยนต์ "แบบขับต่อสายไฟ" ให้ลองดูที่นี่

ขั้นตอนที่ 1: พื้นหลัง

ฉันต้องการสร้างรถยนต์ที่ขับด้วยตนเองมาโดยตลอด และไม่มีวิธีใดที่จะดีไปกว่าการดัดแปลงรถเก่าให้มีการควบคุมทั้งหมดโดยไม่มีมนุษย์อยู่ในรถ ดังนั้น ขั้นตอนแรกคือการติดตั้งรถด้วยปุ่มควบคุมเหล่านี้ แล้วสั่งงานจากระยะไกลผ่าน RC

ฉันตัดสินใจบันทึกกระบวนการนี้เพื่อแสดงให้ผู้อื่นเห็นว่าอุปสรรคในการสร้างรถยนต์ที่เป็นอิสระนั้นต่ำมากและไม่แพงมาก (<$2k) ฉันต้องการคนหลายพันคนสร้างรถเหล่านี้ เพื่อให้เรามีผู้คนจำนวนมากขึ้นที่มีประสบการณ์ในโลกแห่งความเป็นจริงในด้านเมคคาทรอนิกส์ วิทยาการคอมพิวเตอร์ และวิศวกรรมโดยทั่วไป

ทักษะของฉัน

• สร้างและซ่อมแซมรถยนต์กว่า 8 คันและมอเตอร์ไซค์ 10 คัน
• ทำงานด้านการผลิตมาทั้งชีวิต
• ช่างฟิตและช่างกลึงที่ผ่านการรับรอง
• ผู้ผลิตเครื่องมือที่ผ่านการรับรอง
• วิทยาศาสตรบัณฑิตคอมพิวเตอร์
• ผู้ก่อตั้ง QRMV - เชี่ยวชาญด้าน Vision Guided Industrial Robotics
• ผู้ร่วมก่อตั้ง/CTO ของ ollo Wearables - โทรศัพท์มือถือที่ควบคุมด้วยเสียงสำหรับผู้สูงอายุ/ผู้สูงอายุ (การแจ้งเตือนชีวิตสมัยใหม่)
• สิทธิบัตรหลายรายการ (ที่ได้รับรางวัลและชั่วคราว) โทรศัพท์ ตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ และคอมพิวเตอร์วิทัศน์

ขั้นตอนที่ 2: ทักษะที่จำเป็น

ฉันมีพื้นฐานทางเทคนิคมาก แต่ฉันคิดว่าใครก็ตามที่ลงมือจริงควรจะสามารถสร้างสิ่งเหล่านี้ได้ค่อนข้างง่าย หากคุณไม่มีทักษะทั้งหมด สิ่งง่ายๆ ที่ทำได้คือขอให้ผู้อื่นที่คุณรู้จักเข้าร่วมในงานสร้าง ด้วยวิธีนี้คุณสามารถสอนซึ่งกันและกันได้

กลไก - รู้เส้นทางรอบรถและส่วนประกอบต่างๆ และวิธีทำงานร่วมกัน

เครื่องกล - สามารถใช้มือและเครื่องมือไฟฟ้าได้หลากหลาย (สว่าน เครื่องบด เครื่องกลึง ฯลฯ)

อิเล็กทรอนิกส์ - ทำความเข้าใจ ออกแบบ และสร้างวงจรพื้นฐาน (การเลือกส่วนประกอบ การบัดกรี ฯลฯ)

การร่าง - สามารถวาดส่วนประกอบใน CAD เพื่อให้บุคคลที่สามทำการประมวลผลได้

การเขียนโปรแกรม - สามารถสร้างภาพสเก็ตช์ Arduino อย่างง่าย ใช้ git ฯลฯ

ขั้นตอนที่ 3: ต้นทุนในการสร้าง

ในระยะสั้น - <$2k. ต้นทุนในการสร้างรถยนต์คันใดคันหนึ่งนั้นมาจากจำนวนเงินที่คุณสามารถหาได้สำหรับรถที่วิ่งอยู่ เนื่องจากอาจเป็นส่วนประกอบต้นทุนสูงสุดและผันแปรที่สุดในโครงการ สำหรับรถคันแรกที่ฉันสร้าง ฉันสามารถซื้อ Honda Civic ปี 1991 ได้ในราคา $300 และมันยังคงจดทะเบียนอยู่

สำหรับส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งหมดที่คุณต้องการ ส่วนใหญ่จะ "ไม่มีวางจำหน่าย" ดังนั้นราคาจะไม่แตกต่างกันมากนัก

ขั้นตอนที่ 4: รายการชิ้นส่วน

รายชื่อชิ้นส่วนทั้งหมดและซัพพลายเออร์/ผู้ผลิต สามารถพบได้ที่นี่

• รถยนต์ (แบบไม่มีไดรฟบายไวร์)
• ตัวกระตุ้นเชิงเส้น (ไฟฟ้า) - ตัวเลือกเกียร์
• ตัวกระตุ้นเชิงเส้น (ไฟฟ้า) - เบรค
• เซอร์โว (แรงบิดสูง) - คันเร่ง
• โมดูลพวงมาลัยเพาเวอร์อิเล็กทรอนิกส์ - การบังคับเลี้ยว
• Arduino Uno - การควบคุมการรวมระบบ
• กระแสไฟสูง (5A) แหล่งจ่ายไฟควบคุม 5-6V (สำหรับเซอร์โว)
• 8/9 ช่อง RC คอนโทรลเลอร์และตัวรับสัญญาณ
• แบตเตอรี่รอบลึก (อุปกรณ์เสริม)
• แบตเตอรี่เสริม - รีเลย์ที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้า (อุปกรณ์เสริม)
• กล่องแบตเตอรี่ (อุปกรณ์เสริม)
• ตัวแยกแบตเตอรี่
• ตัวขับมอเตอร์ 60A (หลายทิศทาง)
• 2 x 32A เครื่องยนต์ ไดร์เวอร์ (หลายทิศทาง)
• โมดูลรีเลย์ 2 x 30A 5V
• 2 x โพเทนชิโอมิเตอร์แบบเลื่อน
• 2 x โพเทนชิโอมิเตอร์แบบหมุนหลายรอบ
• ~50A เซอร์กิตเบรกเกอร์หรือฟิวส์
• ปุ่มหยุดฉุกเฉินและหน้าสัมผัส
• สายไฟ (กระแสไฟสูงสำหรับมอเตอร์/แบตเตอรี่และมัลติคอร์สำหรับการเชื่อมต่อ)
• กล่องฟิวส์รถยนต์
• เหล็กเส้นแบน (25x3mm และ 50x3mm)
• แผ่นอลูมิเนียม (3-4 มม.)
• กล่องหุ้ม ABS สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
• คู่มืออู่ซ่อมรถ

ขั้นตอนที่ 5: ส่วนประกอบของระบบ - รถยนต์

หมายเหตุ: สำหรับบทช่วยสอนนี้ ฉันกำลังสร้างรถยนต์สไตล์ที่ไม่ใช่แบบ "drive-by-wire" ซึ่งเป็น Honda Civic 1990 หากคุณต้องการสร้างรถยนต์แบบ "ขับด้วยลวด" ฉันจะเปิดเผยข้อมูลการสร้างของฉันเกี่ยวกับเรื่องนี้ในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า

สำหรับรถที่คุณต้องการให้แน่ใจว่าได้ทำเครื่องหมายดังต่อไปนี้

• รถสตาร์ท วิ่งได้ ขับได้ (ถ้าไม่ได้ก็ทำงาน)
• มีเกียร์ออโต้
• งานเบรค
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับใช้งานได้ดี

ขั้นตอนที่ 6: ส่วนประกอบของระบบ - การตั้งค่าแบตเตอรี่เสริม (อุปกรณ์เสริม)

ในบทช่วยสอนนี้ ฉันจะใช้แบตเตอรี่รอบลึกที่สอง/เสริม แต่นี่เป็นทางเลือก ฉันเลือกที่จะทำเช่นนี้ในโครงสร้างของฉันเนื่องจากแบตเตอรี่ดั้งเดิมในรถมีขนาดเล็กมาก และมีข้อตกลงในการซื้อแบตเตอรี่รอบลึกด้วยการตั้งค่ารีเลย์แบตเตอรี่เสริมในราคาเดียวกับแบตเตอรี่อื่น สิ่งสำคัญที่นี่คือคุณต้องการแบตเตอรี่และไดชาร์จที่ใช้งานได้ดีในรถที่สามารถจ่ายกระแสไฟสูงได้เมื่อจำเป็น

ขั้นแรกให้ถอดแบตเตอรี่รถยนต์ออกเนื่องจากเราจะดำเนินการกับขั้วทั้งสอง การตั้งค่าแบตเตอรี่เสริมในรถค่อนข้างตรงไปตรงมา ประการแรก หาสถานที่ที่เหมาะสม/ปลอดภัยในการติดตั้งแบตเตอรี่ก้อนที่สองในรถ ท้ายรถ หรือถ้าคุณมีที่ว่างเพียงพอ ใต้ฝากระโปรงหน้า

ติดตั้งรีเลย์ที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้าให้ใกล้กับแบตเตอรี่สตาร์ทมากที่สุด

ใช้ลวดเกจหนัก (6 AWG) เพื่อวิ่งจากขั้วบวกของขั้วต่อแบตเตอรี่สตาร์ทไปยังรีเลย์ที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้า จากนั้นเรียกใช้ลวดเกจหนักอีกชิ้นหนึ่งจากรีเลย์ที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้าไปยังแบตเตอรี่เสริม และเชื่อมต่อขั้วแบตเตอรี่เข้ากับมันอย่างแน่นหนา

รีเลย์ที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้าควรมีลวดลบที่ต้องเชื่อมต่อกับกราวด์รถยนต์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟ/ขั้วต่อนี้มีหน้าสัมผัสกราวด์ที่ดีจริงๆ

ที่แบตเตอรี่เสริม ให้ใช้สายเกจหนัก (6 AWG) จากขั้วลบไปยังส่วนหนึ่งของตัวถังรถยนต์และตรวจดูให้แน่ใจว่ามีพื้นแข็ง (โลหะเปล่า) ใส่ขั้วต่อที่เหมาะสมที่ปลายทั้งสองข้างและทดสอบว่าการต่อลงดินถูกต้องหรือไม่

หมายเหตุ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าใส่แบตเตอรี่เสริมของคุณอย่างแน่นหนาและจะไม่เคลื่อนที่ไปมาขณะขับรถ ฉันแนะนำให้ใส่ในกล่องแบตเตอรี่เพื่อให้ปลอดภัยและเป็นระเบียบเรียบร้อย

ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้ตัวแยกแบตเตอรี่ในระบบของคุณเพื่อเปิดใช้งานการแยกพลังงานที่ง่ายและรวดเร็ว วางอินไลน์นี้จากพลังงานแบตเตอรี่ของคุณไปยังกล่องฟิวส์ของคอนโทรลเลอร์

ขั้นตอนที่ 7: ส่วนประกอบของระบบ - การจุดระเบิด

รถยนต์ส่วนใหญ่สตาร์ทด้วยกุญแจที่หมุนในการจุดระเบิด จากนั้นจะใช้กำลังกับส่วนประกอบต่างๆ ภายในรถ รวมทั้ง ECU, โซลินอยด์สตาร์ทเตอร์, วิทยุ, พัดลม ฯลฯ เราจะเปลี่ยนระบบกุญแจด้วยรีเลย์ที่เราเรียกใช้จาก Arudino ได้

คุณจะต้องใช้ไดอะแกรมไฟฟ้าของรถยนต์เพื่อทำงานนี้ แต่โดยปกติคุณสามารถค้นหาได้ทางออนไลน์โดยทำการค้นหาโดย Google อย่างรวดเร็วหรือโดยการซื้อทางออนไลน์ ฉันขอแนะนำให้คุณรับคู่มือการประชุมเชิงปฏิบัติการรถยนต์ฉบับสมบูรณ์เนื่องจากจะมีข้อมูลอื่น ๆ รวมถึงคำแนะนำ/เคล็ดลับในการถอดส่วนประกอบบางอย่าง นอกจากนี้ การมีข้อมูลในมือเพื่อวินิจฉัยและแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับรถยนต์อื่นๆ ที่คุณอาจพบนั้นเป็นเรื่องที่ดีเสมอ

ฉันจะดูการถอดคอพวงมาลัยทั้งหมด (รวมถึงกระบอกจุดระเบิด ก้านตัวบ่งชี้ ฯลฯ) ออกจากแร็คเพื่อให้คุณมีพื้นที่มากขึ้น บวกกับคุณจะแทนที่ด้วยระบบพวงมาลัยเพาเวอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องติดตั้งแบบเก่า ทิ้งไว้ในรถ

ดูไดอะแกรมไฟฟ้าของรถยนต์สำหรับการจุดระเบิดและพิจารณาสายไฟที่ป้อนเข้าในการจุดระเบิด โดยปกติจะมีสายไฟบวกคงที่ที่เป็นบวกจากแบตเตอรี่ (IN) และสายไฟอื่น ๆ ที่ป้อนพลังงานให้กับส่วนประกอบรถยนต์ในระยะต่างๆ ของการจุดระเบิด/รอบกำลังของรถยนต์ (ปิด, ACC, IGN1/วิ่ง), IGN2/สตาร์ท). พิจารณาว่าสายไฟใดเป็นสายไฟที่คุณต้องการในรถยนต์รุ่นเก่าส่วนใหญ่เท่านั้น สายไฟ Main IN positive, IGN1/Run และ IGN2/Start wires เพื่อให้รถวิ่งได้ แต่จะแตกต่างกันไปในแต่ละรถ

สำหรับรถที่ฉันมี ฉันต้องการสายไฟทั้งหมดเพียง 3 เส้น แต่พวกมันจ่ายกระแสไฟสูง ดังนั้นฉันจึงต้องการรีเลย์สำหรับงานหนักเพื่อเปลี่ยนโหลด รีเลย์ที่ฉันใช้คือโมดูล 30A 5V ที่ฉันพบทางออนไลน์ ฉันต้องการบางสิ่งที่สามารถรองรับกระแสไฟสูง ~30A และสามารถเปลี่ยนได้ง่ายๆ ด้วยสัญญาณ 5V

ต่อสายไฟเข้ากับรีเลย์ตามต้องการ ตรวจสอบเสมอว่ารีเลย์ทำงานก่อนที่จะติดตั้ง เนื่องจากฉันมีรีเลย์ "ตายเมื่อมาถึง" หลายตัวในชีวิตในการสร้างสิ่งต่างๆ ซึ่งทำให้ฉันต้องเสียเวลาหลายวันในการค้นหาข้อผิดพลาดในชีวิต

คุณจะต้องการรีเลย์เหล่านี้ทำงานในรูปแบบต่างๆ รีเลย์ IGN1/Run ในระบบของฉันเปิด ECU ของรถยนต์ทุกคัน พัดลมหม้อน้ำ โมดูลจุดระเบิด ซึ่งในแง่หนึ่งจะทำให้ฉันสามารถเปิด/ปิดไฟรถยนต์ได้ พูดง่ายๆ ก็คือ ถ้าไม่มีการจ่ายพลังงานให้กับโมดูลจุดระเบิด รถก็จะพลิกคว่ำแต่จะสตาร์ทไม่ติด รีเลย์ IGN2/Start เชื่อมต่อโดยตรงกับโซลินอยด์สตาร์ทที่สตาร์ทเครื่องยนต์ ด้วยรีเลย์นี้ คุณเพียงแค่ต้องการเปิดสวิตช์นี้ไว้ชั่วขณะเพื่อให้รถวิ่ง แต่เมื่อรถวิ่ง คุณจะต้องปลดมันออกเพื่อไม่ให้มอเตอร์สตาร์ทดับ

การทดสอบ

วงจร - สร้างสวิตช์อย่างง่าย (IGN1/รันรีเลย์) และวงจรปุ่มชั่วขณะ (IGN2/เริ่ม) เป็นอินพุตสำหรับ Arduino ของคุณ

การเขียนโปรแกรม - เขียนสคริปต์ทดสอบอย่างง่ายเพื่อทดสอบรีเลย์ทั้งสองตัวทำงานโดยไม่ต้องต่อแบตเตอรี่สตาร์ทเตอร์ เมื่อมั่นใจในวงจรและสคริปต์ของคุณแล้ว ให้ต่อแบตเตอรี่สตาร์ตแล้วทดสอบ ณ จุดนี้คุณควรจะสามารถสตาร์ทและหยุดรถของคุณได้

เหตุการณ์สำคัญ

ณ จุดนี้คุณควรมี

1. IGN1/รันรีเลย์แบบมีสาย
2. IGN2/สตาร์ทรีเลย์แบบมีสาย
3. ควบคุมการทำงานของรีเลย์ทั้งเปิด/ปิดผ่าน Arduino
4. ทดสอบวงจรควบคุมรีเลย์
5. สามารถสตาร์ทรถได้
6. สามารถดับเครื่องได้

ขั้นตอนที่ 8: ส่วนประกอบของระบบ - ตัวเลือกเกียร์

เนื่องจากเราใช้รถยนต์ที่มีระบบเกียร์อัตโนมัติในโครงสร้างนี้ จึงทำให้เปลี่ยนเกียร์ค่อนข้างง่าย เนื่องจากเราแค่ต้องขยับคันโยกในการเคลื่อนที่เชิงเส้นไปยังบางจุด

หมายเหตุ: ฉันตัดสินใจใช้คันโยกที่มีอยู่และไม่ได้เชื่อมต่อกับสายเกียร์โดยตรง เนื่องจากฉันต้องการให้รถมีรูปลักษณ์เหมือนสต็อกและการตกแต่งภายในให้เป็นปกติที่สุด

สิ่งเดียวที่ยากที่คุณอาจคิดคือเกียร์อัตโนมัติส่วนใหญ่ต้องการให้คุณกดปุ่มก่อนที่คุณจะสามารถขยับคันเกียร์ได้ เนื่องจากเราใช้ตัวกระตุ้นเชิงเส้นตรงที่มีสกรูตัวหนอน เราจึงสามารถใช้ความสามารถในการล็อคตัวเองเพื่อยึดคันเกียร์ให้อยู่กับที่เมื่อไม่ได้เคลื่อนที่ สำหรับปุ่มนี้ คุณสามารถล็อกปุ่มให้อยู่ในสถานะ "หดหู่" ได้อย่างถาวร

ตัวกระตุ้นเชิงเส้นที่ใช้ในที่นี้จำเป็นต้องมีจังหวะที่เพียงพอเพื่อเปลี่ยนจากตำแหน่งจอดเป็นถอยหลัง เป็นกลาง และขับต่อไป ในกรณีรถยนต์ของฉัน มันอยู่ห่างจากจุดที่ฉันติดตั้งแอคทูเอเตอร์ประมาณ 100 มม. แรงที่จำเป็นในการเคลื่อนคันโยกนั้นน้อยมาก (<5 กก.) ดังนั้นฉันจึงลงเอยด้วยการใช้ตัวกระตุ้นแรงแบบสโตรค/70 กก. แบบที่มีในสต็อก

ในการติดตั้งฐานของแอคทูเอเตอร์ ฉันเชื่อมโครงยึดแล้วติดเข้ากับส่วนของโครงเหล็กที่ใช้ในคอนโซลกลาง สิ่งนี้ทำให้สามารถหมุนได้เล็กน้อยเมื่อยืดออก/หดผ่านจังหวะของมัน

สำหรับการยึดกับคันเกียร์ ฉันเพียงแค่ตัดเหล็กเส้นแบนสองสามชิ้นแล้วใช้สลักเกลียวสองสามตัวเพื่อยึดเข้าที่ มันไม่ได้หนีบแน่นรอบคัน แต่เป็นเพียงที่บรรจุไว้ วิธีนี้ช่วยให้เคลื่อนไหวและไม่ผูกมัดขณะเคลื่อนที่

การระบุตำแหน่งของแอคทูเอเตอร์ ฉันใช้โพเทนชิออมิเตอร์แบบเลื่อนที่จะส่งสัญญาณแอนะล็อกกลับไปยัง Arduino ของฉัน ฉันทำที่ยึดแบบกำหนดเองสำหรับหม้อกับแอคชูเอเตอร์จากแท่งแบนบางอัน จากนั้นฉันก็พับแถบเลื่อนหม้อรอบ ๆ โบลต์ยึดคันเกียร์ ใช้งานได้ แต่ฉันควรเปลี่ยนสิ่งนี้ให้เป็นไฟล์แนบที่ดีกว่าสำหรับตัวเลื่อนหม้อ

ในการขับเคลื่อนแอคชูเอเตอร์ ฉันใช้ตัวขับมอเตอร์ที่สามารถเดินหน้าถอยหลังและควบคุมผ่านไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ ฉันใช้ไดรเวอร์มอเตอร์ Sabertooth ขนาด 2x32A จาก Dimension Engineering แต่สามารถใช้อะไรก็ได้ที่คล้ายคลึงกัน ช่องแรกจะใช้เพื่อควบคุมตัวกระตุ้นคันเกียร์และช่องที่สองจะควบคุมตัวกระตุ้นเบรก การเดินสายไฟและการกำหนดค่าไดรเวอร์มอเตอร์นี้ตรงไปตรงมาและจัดทำเป็นเอกสารไว้อย่างดี ต่อขั้วบวกและลบของแบตเตอรี่ตามที่ระบุไว้และต่อสายแอคทูเอเตอร์เข้ากับเอาต์พุตของมอเตอร์ 1. เชื่อมต่อ 0V กับกราวด์ของ Arduino และสาย S1 เข้ากับพินเอาต์พุตดิจิตอล

หมายเหตุ: ฉันใช้การกำหนดค่าซีเรียลอย่างง่ายในบิลด์นี้ และดูเหมือนว่าจะทำงานได้ดีทีเดียว ไดเมนชั่นเอ็นจิเนียริ่งยังได้สร้างห้องสมุดสองสามแห่งเพื่อให้การสื่อสารกับไดรเวอร์เป็นเรื่องง่าย พวกเขายังมีตัวอย่างง่ายๆ ที่จะช่วยให้คุณเริ่มต้นใช้งานได้อย่างรวดเร็ว

การทดสอบ

วงจร - ในการเคลื่อนแอคทูเอเตอร์ไปข้างหน้าและข้างหลัง ประกอบเป็นวงจรง่ายๆ ที่มีปุ่มชั่วขณะสองปุ่มเป็นอินพุต อันหนึ่งเพื่อขยายแอคทูเอเตอร์และอีกอันเพื่อดึงแอคทูเอเตอร์ ซึ่งจะทำให้คุณสามารถควบคุมการวางตำแหน่งแอคทูเอเตอร์ให้อยู่ในตำแหน่งเกียร์ได้

การเขียนโปรแกรม - เขียนสคริปต์อย่างง่ายเพื่อย้ายแอคทูเอเตอร์ไปข้างหลังและข้างหน้า และส่งออกค่าจากโพเทนชิออมิเตอร์แบบเลื่อน เมื่อเรียกใช้สคริปต์ ให้จดค่าโพเทนชิออมิเตอร์สำหรับตำแหน่งเกียร์จอด ถอยหลัง เกียร์ว่าง และขับ คุณจะต้องใช้สิ่งเหล่านี้เพื่อบอกให้แอคทูเอเตอร์ย้ายไปยังตำแหน่งเหล่านี้ในโค้ดแบบเต็ม

เหตุการณ์สำคัญ

ณ จุดนี้คุณควรมี

1. ตัวกระตุ้นติดตั้งอย่างปลอดภัยในรถยนต์
2. สิ่งที่แนบมารอบคันเกียร์/แอคทูเอเตอร์
3. ตัวขับมอเตอร์ต่อกับแอคทูเอเตอร์และ Arduino
4. ควบคุมการขยาย/หดกลับของแอคชูเอเตอร์ผ่าน Arduino
5. วงจรทดสอบเพื่อควบคุมการขยาย/หดกลับของแอคชูเอเตอร์
6. ทราบค่าโพเทนชิออมิเตอร์/ตำแหน่งสำหรับตำแหน่งเกียร์แต่ละตำแหน่ง

หมายเหตุ: คุณยังสามารถใช้วงจรสวิตช์แบบหลายตำแหน่งเพื่อทดสอบอินพุตของตัวเลือกเกียร์บน Arduino ได้เมื่อคุณทราบตำแหน่งแล้ว ด้วยวิธีนี้ คุณจะสามารถคัดลอกรหัสคันเกียร์ได้โดยตรงไปยังฐานรหัสรถที่วิ่งเสร็จแล้ว

ขั้นตอนที่ 9: ส่วนประกอบของระบบ - เบรค

การหยุดรถค่อนข้างสำคัญ ดังนั้นคุณจึงต้องแน่ใจว่าคุณทำถูกต้อง โดยปกติแล้ว เบรกในรถยนต์จะทำงานโดยเท้าของคุณ ซึ่งสามารถใช้ออกแรงได้มากเมื่อจำเป็น ในงานสร้างนี้ เรากำลังใช้ตัวกระตุ้นเชิงเส้นอีกตัวหนึ่งที่จะทำหน้าที่เป็นเท้า แอคทูเอเตอร์นี้ต้องมีกำลังสูง (~30 กก.) แต่ต้องการจังหวะสั้นเพียง ~60 มม. ฉันสามารถหาตัวกระตุ้นแรงกด 100 มม./70 กก. ได้ในสต็อก

การค้นหาสถานที่ที่เหมาะสมในการติดตั้งแอคทูเอเตอร์นั้นยากเล็กน้อย แต่ด้วยการลองผิดลองถูก ฉันพบตำแหน่งที่ปลอดภัย ฉันเชื่อมเหล็กเส้นแบนหนึ่งชิ้นเข้ากับด้านข้างของแขนแป้นเบรก และเจาะรูผ่านมัน โดยที่ฉันใช้สลักจากด้านบนของตัวกระตุ้น จากนั้นฉันก็เชื่อมด้วยขายึดเดือยที่ปลายอีกด้านของแอคทูเอเตอร์กับแผนผังพื้นของรถ

การระบุตำแหน่งของแอคชูเอเตอร์ ฉันใช้โพเทนชิออมิเตอร์แบบเลื่อน (การตั้งค่าเดียวกับแอคทูเอเตอร์ตัวเลือกเกียร์) ที่จะส่งสัญญาณแอนะล็อกกลับไปที่ Arduino ของฉัน ฉันทำที่ยึดแบบกำหนดเองสำหรับหม้อกับแอคชูเอเตอร์จากแท่งแบนบางอัน จากนั้นฉันก็พับแถบเลื่อนหม้อรอบๆ แถบแท่งแบนเล็กๆ ที่ฉันติดตั้งไว้ที่ส่วนท้ายของแอคทูเอเตอร์

ในการจ่ายไฟให้กับแอคชูเอเตอร์ ฉันใช้อีกช่องทางหนึ่งของไดรเวอร์มอเตอร์ Sabertooth ขนาด 2x32A ในการควบคุมมอเตอร์ทั้งสอง คุณจำเป็นต้องใช้สายเดียว (S1) เท่านั้น

หมายเหตุ: ฉันใช้การกำหนดค่าซีเรียลอย่างง่ายในบิลด์นี้ และดูเหมือนว่าจะทำงานได้ดีทีเดียว ไดรเวอร์มอเตอร์นี้สามารถกำหนดค่าได้หลายวิธี ดังนั้นให้เลือกวิธีการที่คุณต้องการ

การทดสอบ

การจัดตำแหน่ง - ก่อนเชื่อมต่อแอคทูเอเตอร์กับแป้นเบรกโดยตรง คุณจะต้องทราบก่อนว่าแป้นเหยียบต้องเดินทางไกลแค่ไหนจึงจะเหยียบเบรกได้ ฉันเหยียบเบรกเพื่อให้รถหยุด (หยุดนิ่ง ไม่ใช่เบรกจนสุด) จากนั้นฉันก็ย้ายแอคทูเอเตอร์เพื่อจัดตำแหน่งจุดเชื่อมต่อให้ตรงกับชุดประกอบเบรกแบบเชื่อม ฉันบันทึกค่าเอาต์พุตของโพเทนชิออมิเตอร์ ดังนั้นฉันจึงรู้ตำแหน่งการกดเบรกสูงสุดของฉัน

ฉันทำแบบเดียวกับด้านบนสำหรับตำแหน่งปิดเบรก

วงจร - ในการเคลื่อนแอคทูเอเตอร์ไปข้างหน้าและข้างหลัง ประกอบเป็นวงจรง่ายๆ ที่มีปุ่มชั่วขณะสองปุ่มเป็นอินพุต อันหนึ่งเพื่อขยายแอคทูเอเตอร์และอีกอันเพื่อดึงแอคทูเอเตอร์ ซึ่งจะทำให้คุณสามารถควบคุมการวางตำแหน่งแอคทูเอเตอร์ให้อยู่ในตำแหน่งเกียร์ได้

การเขียนโปรแกรม - เขียนสคริปต์อย่างง่ายเพื่อย้ายแอคทูเอเตอร์ไปข้างหลังและข้างหน้าและส่งออกค่าจากโพเทนชิออมิเตอร์แบบเลื่อน เมื่อรันสคริปต์ ให้สังเกตค่าโพเทนชิออมิเตอร์สำหรับตำแหน่งเปิดและปิดเบรก คุณจะต้องใช้สิ่งเหล่านี้เพื่อบอกให้แอคทูเอเตอร์ย้ายไปยังตำแหน่งเหล่านี้ในโค้ดแบบเต็ม

เหตุการณ์สำคัญ

ณ จุดนี้คุณควรมี

1. ตัวกระตุ้นติดตั้งอย่างปลอดภัยในรถยนต์
2. สิ่งที่แนบมาสำหรับแป้นเบรกกับแอคชูเอเตอร์
3. ตัวขับมอเตอร์ต่อกับแอคทูเอเตอร์และ Arduino
4. ควบคุมการขยาย/หดกลับของแอคชูเอเตอร์ผ่าน Arduino
5. วงจรทดสอบเพื่อควบคุมการขยาย/หดกลับของแอคชูเอเตอร์
6. ทราบค่าโพเทนชิออมิเตอร์/ตำแหน่งสำหรับเบรกปิดและตำแหน่ง

หมายเหตุ: ในรหัสสุดท้าย ฉันใช้สัญญาณตัวควบคุม RC จากช่องสัญญาณเพื่อควบคุมว่าจะใช้แรงดันมากเพียงใดกับเบรกตามสัดส่วนของตำแหน่งก้านเบรก สิ่งนี้ทำให้ฉันมีช่วงตั้งแต่ออกไปจนถึงเต็มที่

ขั้นตอนที่ 10: ส่วนประกอบของระบบ - Accelerator

ตอนนี้เรามาเร่งเครื่องเครื่องยนต์กัน และเพื่อที่จะทำอย่างนั้น เราจำเป็นต้องต่อคันเร่ง ในขณะที่เราใช้รถที่ไม่ใช่แบบ "ขับด้วยลวด" เราจะดึงสายเคเบิลที่เชื่อมต่อกับตัวเค้น โดยปกติร่างกายปีกผีเสื้อจะมีสปริงที่แข็งแรงซึ่งปิดปีกผีเสื้ออย่างรวดเร็วเมื่อปล่อยคันเร่ง เพื่อเอาชนะแรงนี้ ฉันใช้เซอร์โวแรงบิดสูง (~40 กก./ซม.) เพื่อดึงสายเคเบิล

ฉันติดเซอร์โวนี้บนแท่งเหล็กแบนชิ้นหนึ่งและติดตั้งที่ด้านข้างของคอนโซลกลางด้วยวงเล็บมุมฉาก ฉันยังจำเป็นต้องซื้อสายคันเร่งที่ยาวกว่า (2 ม.) เนื่องจากสายสต็อกที่ใช้ในรถนั้นสั้นเกินไป สิ่งนี้ยังทำให้ฉันมีตัวเลือกการติดตั้งมากขึ้นซึ่งช่วยฉันประหยัดเวลาได้มาก

โปรดทราบว่าเซอร์โวแรงบิดสูงเหล่านี้มักจะดึงให้สูงกว่ากระแสปกติเพื่อให้แน่ใจว่าคุณสามารถจ่ายได้อย่างเหมาะสม ฉันใช้แหล่งจ่ายไฟ 5V 5A ที่มีการควบคุมซึ่งให้กระแสไฟเพียงพอที่จะทำงานที่แรงบิดเต็มที่ได้อย่างง่ายดาย จากนั้นสายสัญญาณจากเซอร์โวถูกป้อนกลับไปยังเอาต์พุตดิจิตอลของ Arduino

การทดสอบ

การเขียนโปรแกรม - เขียนสคริปต์ง่ายๆ เพื่อหมุนเซอร์โวจากตำแหน่งปิดคันเร่งเป็นเปิดเต็มที่ (ถ้าคุณเป็นเกม) ฉันได้เพิ่มพารามิเตอร์การกำหนดค่าคันเร่งที่จะจำกัดปริมาณการเคลื่อนที่ที่เซอร์โวจะต้องอนุญาตให้ฉันปรับความรู้สึกของคันเร่งได้อย่างรวดเร็ว

เหตุการณ์สำคัญ

ณ จุดนี้คุณควรมี

1. ติดตั้งเซอร์โวอย่างปลอดภัย
2. สายคันเร่งที่ต่อจากตัวปีกผีเสื้อไปยังแขนควบคุมเซอร์โว
3. สายไฟเข้าเพื่อให้กระแสไฟเพียงพอกับเซอร์โว
4. ควบคุมตำแหน่งเซอร์โวผ่าน Arduino
5. ตำแหน่งที่รู้จักสำหรับเซอร์โวสำหรับการปิดคันเร่งและเปิดเต็มที่

หมายเหตุ: ในรหัสสุดท้าย ฉันใช้สัญญาณตัวควบคุม RC จากช่องสัญญาณเพื่อควบคุมว่าจะใช้คันเร่งมากน้อยเพียงใดตามสัดส่วนของตำแหน่งคันเร่ง สิ่งนี้ทำให้ฉันมีช่วงตั้งแต่ออกจนสุดไปจนถึงเปิดอย่างเต็มที่ด้วยพารามิเตอร์การกำหนดค่าตัวเร่งความเร็วเป็นตัวจำกัด

ขั้นตอนที่ 11: ส่วนประกอบของระบบ - การบังคับเลี้ยว

ความสามารถในการบังคับรถในที่ที่เราต้องการให้ไปนั้นค่อนข้างสำคัญ รถยนต์ส่วนใหญ่ที่ผลิตในสมัยก่อน (ก่อน ~ 2005) ใช้พวงมาลัยเพาเวอร์แบบไฮดรอลิกเพื่อให้การหมุนพวงมาลัยเบาสำหรับผู้ใช้ ตั้งแต่นั้นมา เนื่องจากเทคโนโลยีและผู้ผลิตยานยนต์ถูกขอให้ลดการปล่อยมลพิษ พวกเขาจึงได้พัฒนาระบบพวงมาลัยเพาเวอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์ (EPS) ระบบเหล่านี้ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าและเซ็นเซอร์แรงบิดเพื่อช่วยคนขับในการหมุนล้อ การถอดปั๊มพวงมาลัยเพาเวอร์แบบไฮดรอลิกทำให้เครื่องยนต์มีแรงตึงน้อยลง ทำให้รถสามารถวิ่งด้วยรอบเครื่องยนต์ที่ต่ำลงได้ (ลดการปล่อยมลพิษ) คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบ EPS ได้ที่นี่

ในการตั้งค่าเพื่อบังคับรถเล็กๆ ของฉัน ฉันใช้ระบบพวงมาลัยเพาเวอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์ (EPS) จาก Nissan Micra ปี 2009 ฉันซื้อมันมาจากซากรถ/ซากรถราคา 165 ดอลลาร์ ฉันติดตั้งโมดูล EPS นี้กับสลักเกลียวติดตั้งคอพวงมาลัยที่มีอยู่โดยใช้ตัวยึดที่ฉันงอจากเหล็กเส้นแบนบางอัน

ฉันยังจำเป็นต้องซื้อเพลาคอพวงมาลัยตัวล่าง (~65 ดอลลาร์) เพื่อเชื่อมต่อ EPS กับส่วนร่องของแร็คพวงมาลัย เพื่อให้พอดีกับรถของฉัน ฉันแก้ไขเพลาคอพวงมาลัยโดยการตัดและเชื่อมส่วนร่องของคอพวงมาลัยเดิมที่ฉันตัดออกจากฮอนด้ากับเพลานี้

ในการจ่ายไฟ/ควบคุมมอเตอร์ EPS ทางซ้ายหรือขวา ฉันใช้ตัวควบคุมมอเตอร์ Sabertooth ขนาด 2x60A จาก Dimension Engineering ฉันใช้เพียงหนึ่งช่องสัญญาณ แต่คุณต้องแน่ใจว่าคุณใช้ไดรเวอร์มอเตอร์ที่สามารถจ่าย ~60A+ อย่างต่อเนื่อง ทำงานในทิศทางไปข้างหน้า/ย้อนกลับ และยังสามารถควบคุมผ่านไมโครคอนโทรลเลอร์ได้อีกด้วย

หากต้องการทราบตำแหน่งของมุมบังคับเลี้ยว ฉันจึงออกแบบเซ็นเซอร์ตำแหน่งมุมบังคับเลี้ยวแบบกำหนดเอง รถยนต์ส่วนใหญ่ใช้รุ่นดิจิทัลที่ทำงานบน CAN บัส ซึ่งผมไม่ต้องกังวลเรื่องวิศวกรรมย้อนกลับ สำหรับเซ็นเซอร์ตำแหน่งแอนะล็อกของฉัน ฉันใช้โพเทนชิโอมิเตอร์แบบมัลติเทิร์น 2 อัน (5 รอบ), รอกสายพานไทม์มิ่ง 3 อัน, สายพานราวลิ้น และแผ่นอะลูมิเนียมเพื่อยึดส่วนประกอบต่างๆ เกียร์จับเวลาแต่ละอันที่ฉันเจาะและเคาะรูสำหรับสกรูด้วงแล้วบนหม้อและ EPS ฉันกลึงแฟลตเพื่อหยุดเกียร์ไม่ให้หมุนอย่างอิสระ สิ่งเหล่านี้ถูกเชื่อมต่อด้วยสายพานราวลิ้น เมื่อพวงมาลัยอยู่ตรงกลาง หม้อจะอยู่ที่ 2.5 รอบ เมื่อล็อกพวงมาลัยซ้ายเต็มที่จะอยู่ที่ 0.5 รอบและล็อกขวาเต็มจะอยู่ที่ 4.5 รอบ หม้อเหล่านี้ถูกต่อเข้ากับอินพุตแบบอะนาล็อกบน Arduino

หมายเหตุ: เหตุผลของการใช้หม้อสองใบคือถ้าสายพานหลุดหรือหัก ซึ่งผมสามารถอ่านความแตกต่างระหว่างหม้อและเกิดข้อผิดพลาดได้

การทดสอบ

การจัดตำแหน่ง - ก่อนที่จะเชื่อมต่อ EPS กับคอพวงมาลัยด้านล่างและแร็คพวงมาลัยของรถ ทางที่ดีควรทดสอบรหัสของคุณสำหรับ EPS และเซ็นเซอร์มุมบังคับเลี้ยวที่ถูกตัดการเชื่อมต่อ

วงจร - ในการหมุน EPS ไปทางซ้ายหรือขวา ให้ประกอบเป็นวงจรง่ายๆ ด้วยปุ่มชั่วขณะสองปุ่มเป็นอินพุต อันหนึ่งเพื่อหมุน EPS ไปทางซ้ายและอีกอันเพื่อหมุนทางขวา ซึ่งจะทำให้คุณสามารถควบคุมการวางตำแหน่ง EPS ในตำแหน่งพวงมาลัยได้

การเขียนโปรแกรม - เขียนสคริปต์ง่ายๆ เพื่อวางตำแหน่งพวงมาลัยไว้ตรงกลาง ซ้ายและขวา คุณจะต้องควบคุมปริมาณพลังงานที่จ่ายให้กับมอเตอร์เพราะพบว่า 70% นั้นมากเกินพอที่จะหมุนล้อในขณะที่รถยังอยู่ การส่งกำลังไปยัง EPS จะต้องใช้เส้นโค้ง Acceleration/Deceleration เพื่อให้วางตำแหน่งพวงมาลัยได้อย่างราบรื่น

เหตุการณ์สำคัญ

ณ จุดนี้คุณควรมี

1. ติดตั้งระบบพวงมาลัยเพาเวอร์อิเล็กทรอนิกส์ (EPS) อย่างปลอดภัย
2. แกนพวงมาลัยล่างถูกดัดแปลงให้ขับจาก EPS ไปยังแร็คพวงมาลัย
3. เซ็นเซอร์ตำแหน่งมุมบังคับเลี้ยวให้มุมของแร็คพวงมาลัยกับ Arduino
4. ไดรเวอร์มอเตอร์ต่อสายเข้ากับ EPS และ Arduino
5. ควบคุมการหมุนของ EPS ผ่าน Arduino
6. ทดสอบวงจรควบคุมทิศทางการหมุนของ EPS
7. หมุนล็อคพวงมาลัยรถซ้ายสุด ตำแหน่งกลาง และล็อคขวาสุดผ่าน Arduino

ขั้นตอนที่ 12: ส่วนประกอบของระบบ - เครื่องรับ/เครื่องส่ง

มาสู่ความสนุกที่เชื่อมโยงงานทั้งหมดที่คุณเคยทำมา รีโมตคอนโทรลเป็นขั้นตอนแรกในการถอดส่วนประกอบของมนุษย์ในการขับขี่ออก เนื่องจากคำสั่งจะถูกส่งไปยังเครื่องรับและป้อนเข้าสู่ Arduino เพื่อดำเนินการ ในระยะที่สองของซีรีส์นี้ เราจะเปลี่ยนเครื่องส่ง/เครื่องรับของมนุษย์และ RC ด้วยคอมพิวเตอร์และเซ็นเซอร์เพื่อควบคุมว่าจะไปที่ไหน แต่สำหรับตอนนี้ มาดูวิธีตั้งค่าตัวส่งและตัวรับ RC กัน

เพื่อควบคุมส่วนประกอบที่เราสร้างขึ้นภายในรถจนถึงตอนนี้ เราจำเป็นต้องต่อช่องสัญญาณเอาท์พุตของเครื่องรับ RC เข้ากับ Arduino สำหรับงานสร้างนี้ ฉันลงเอยด้วยการใช้เพียง 5 ช่องสัญญาณ (คันเร่งและเบรกในช่องเดียวกัน), พวงมาลัย, ตัวเลือกเกียร์ (สวิตช์ 3 ตำแหน่ง), ระยะจุดระเบิด 1 (กำลัง/วิ่งของรถ) และระยะการจุดระเบิด 2 (สตาร์ทรถ) Arduino ทั้งหมดนี้อ่านโดยใช้ฟังก์ชัน PulseIn เมื่อจำเป็น

การทดสอบ

การเขียนโปรแกรม - เขียนสคริปต์ง่ายๆ เพื่ออ่านช่องรับสัญญาณทั้งหมดที่คุณใช้ควบคุมระบบภายในรถ เมื่อคุณเห็นช่องสัญญาณของผู้รับทำงานอย่างถูกต้องแล้ว คุณสามารถเริ่มรวมรหัสที่คุณสร้างไว้ก่อนหน้านี้ด้วยรหัสตัวรับ จุดเริ่มต้นที่ดีคือระบบจุดระเบิด แทนที่การอ่านอินพุตจากสวิตช์และปุ่มในวงจรทดสอบที่คุณสร้างด้วยช่องรับสัญญาณ RC ที่คุณตั้งค่าไว้เพื่อควบคุมระบบจุดระเบิด (IGN1/Run และ IGN2/Start)

หมายเหตุ: หากคุณใช้เครื่องส่ง Turnigy 9x เหมือนที่ฉันทำ คุณจะต้องถอดแยกชิ้นส่วนและย้ายสวิตช์สองสามตัวไปรอบๆ ฉันสลับสวิตช์ "Trainer" ชั่วขณะด้วยสวิตช์ "Throttle Hold" เพื่อควบคุมอินพุต IGN2 / เริ่ม ฉันทำเช่นนี้เพราะคุณไม่สามารถตั้งโปรแกรมสวิตช์ "Trainer" เป็นสวิตช์เสริม แต่คุณสามารถทำได้ด้วยสวิตช์ "Throttle Hold" การมีสวิตช์ชั่วขณะสำหรับอินพุต IGN2/Start ทำให้ฉันไม่สามารถทำลายมอเตอร์สตาร์ทได้ เนื่องจากจะล็อครีเลย์ไว้สูงในขณะที่

เหตุการณ์สำคัญ

ณ จุดนี้คุณควรมี

1. เอาต์พุตตัวรับสัญญาณทั้งหมดต่อสายเข้ากับ Arduino
2. Arduino สามารถอ่านอินพุตสำหรับแต่ละช่องสัญญาณได้
3. แต่ละช่องสามารถควบคุมส่วนประกอบรถยนต์แต่ละส่วนได้ (เบรก, คันเกียร์ ฯลฯ)

ขั้นตอนที่ 13: โปรแกรมสุดท้าย

ส่วนนี้ขึ้นอยู่กับคุณ แต่ด้านล่างคุณจะพบลิงก์ไปยังรหัสของฉันซึ่งจะช่วยให้คุณเป็นจุดเริ่มต้นพื้นฐานในการทำให้รถของคุณพร้อมใช้งาน