Xe đồ chơi điện chạy bằng RC: 10 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Bởi: Peter Trần 10ELT1

Hướng dẫn này trình bày chi tiết về lý thuyết, quá trình thiết kế, sản xuất và thử nghiệm cho một chiếc ô tô điện đồ chơi điều khiển từ xa (RC) sử dụng chip HT12E / D IC. Các hướng dẫn chi tiết ba giai đoạn thiết kế xe hơi:

1. Cáp kết nối
2. Điều khiển hồng ngoại
3. Kiểm soát tần số vô tuyến

Phần khắc phục sự cố cũng có sẵn để giải quyết các vấn đề chung có thể phát sinh.

Quân nhu

Bộ dụng cụ ô tô cơ bản

1x Bộ rô-bốt theo dòng (LK12070)

Giai đoạn cáp kết nối

• 1x Breadboard tạo mẫu
• Cáp Jumper Breadboard
• Chip IC HT12E (có ổ cắm)
• Chip IC HT12E (có ổ cắm)
• 1x Điện trở 1MΩ
• 4x Nút chuyển đổi tạm thời
• 1x Điện trở 47kΩ
• LED 4x
• Nguồn cấp

Giai đoạn truyền hồng ngoại

• Máy phát hồng ngoại 1x (ICSK054A)
• Bộ thu hồng ngoại 1x (ICSK054A)

Giai đoạn truyền dẫn vô tuyến

• Máy phát RC 1x 433MHz
• Bộ thu RC 1x 433MHZ

Tích hợp vào Bộ phụ kiện ô tô cơ bản

• 2x Ban PCB nguyên mẫu
• 1x Trình điều khiển động cơ L298N

Bước 1: Tìm hiểu về chip IC HT12E / D

HT12E và HT12E IC Chip được sử dụng cùng nhau cho các ứng dụng hệ thống Điều khiển từ xa, để truyền và nhận dữ liệu qua radio. Chúng có khả năng Mã hóa 12 bit thông tin bao gồm 8 bit địa chỉ và 4 bit dữ liệu. Mỗi đầu vào địa chỉ và dữ liệu có thể được lập trình bên ngoài hoặc được cấp vào bằng cách sử dụng công tắc.

Để hoạt động tốt, phải sử dụng một cặp chip HT12E / D có cùng địa chỉ / định dạng dữ liệu. Bộ giải mã nhận địa chỉ nối tiếp và dữ liệu, được truyền bởi một sóng mang sử dụng phương tiện truyền RF và đưa ra đầu ra cho các chân đầu ra sau khi xử lý dữ liệu.

Mô tả cấu hình chân HT12E

Chân 1-8: Chân địa chỉ để cấu hình 8 bit địa chỉ, cho phép 256 kết hợp khác nhau.

Chân 9: Chân nối đất

Các chân 10-13: Các chân dữ liệu để định cấu hình 4 bit dữ liệu

Chân 14: Chân cho phép truyền, hoạt động như một công tắc cho phép truyền dữ liệu

Chân 15-16: Oscilloscope OUT / IN tương ứng, yêu cầu điện trở 1M ohm

Chân 17: Chân đầu ra dữ liệu nơi thông tin 12 bit xuất hiện

Chân 18: Chân đầu vào nguồn

Mô tả cấu hình chân HT12D

Chân 1-8: Chân địa chỉ, cần phù hợp với cấu hình của HT12E

Chân 9: Chân nối đất

Chân 10-13: Chân dữ liệu

Chân 14: Chân đầu vào dữ liệu

Các chân 15-16: Oscilloscope IN / OUT tương ứng, yêu cầu điện trở 47k ohm

Chân 17: Chân truyền hợp lệ, hoạt động như chỉ báo khi nhận dữ liệu

Chân 18: Chân đầu vào nguồn

Tại sao bộ mã hóa HT12E được sử dụng?

HT12E được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển từ xa, do độ tin cậy, tính khả dụng và dễ sử dụng của nó. Nhiều điện thoại thông minh hiện nay giao tiếp qua internet, nhưng hầu hết các điện thoại thông minh vẫn trang bị HT12E để tránh tình trạng nghẽn mạng. Mặc dù HT12E sử dụng địa chỉ để truyền với dữ liệu đã truyền, với 256 sự kết hợp có thể có của 8 bit, tính bảo mật của nó vẫn còn rất hạn chế. Khi một tín hiệu được phát đi, không thể theo dõi người phát, làm cho địa chỉ tín hiệu có thể bị đoán bởi bất kỳ ai. Giới hạn địa chỉ này làm cho việc sử dụng HT12E chỉ phù hợp ở một khoảng cách ngắn hơn. Ở khoảng cách ngắn hơn, người gửi và người nhận có thể xem nhau, như điều khiển từ xa TV, An ninh gia đình, v.v. Trong các sản phẩm thương mại, một số điều khiển từ xa có thể thay thế các điều khiển khác như 'điều khiển từ xa đa năng'. Bởi vì chúng được thiết kế cho một khoảng cách ngắn hơn, nhiều thiết bị có đầu vào địa chỉ giống nhau để đơn giản.

Bước 2: Xây dựng Bộ phụ kiện xe cơ bản

Bộ công cụ dành cho ô tô cơ bản cho dự án này là từ Bộ rô-bốt theo dòng. Các bước xây dựng và chế tạo có thể tham khảo tại link sau:

Bộ phụ kiện ô tô cơ bản cuối cùng sẽ được chuyển đổi để trở thành một chiếc ô tô điều khiển RC, sử dụng Chip IC HT12E / D.

Bước 3: Giai đoạn cáp kết nối

1. Sử dụng breadboard tạo mẫu và cáp jumper tạo mẫu.
2. Thực hiện theo sơ đồ trên để gắn và kết nối các thành phần với breadboard. Lưu ý, kết nối duy nhất giữa hai IC là chân 17 trên HT12E đến chân 14 trên HT12D.
3. Kiểm tra thiết kế bằng cách đảm bảo các đèn LED được kết nối với HT12D sáng lên khi công tắc tương ứng của chúng trên HT12E được nhấn. Xem phần Khắc phục sự cố để được hỗ trợ về các sự cố thường gặp.

Ưu điểm của thiết lập cáp có dây buộc

1. Đáng tin cậy và ổn định do không có nguy cơ bị các vật thể bên ngoài can thiệp
2. Tương đối rẻ
3. Đơn giản và dễ dàng để thiết lập và khắc phục sự cố
4. Không dễ bị suy luận bởi các nguồn bên ngoài khác

Nhược điểm của cáp có dây buộc được thiết lập

1. Không thực tế khi truyền dữ liệu đường dài
2. Chi phí trở nên cao hơn đáng kể với đường truyền tầm xa
3. Khó di dời hoặc định vị lại các vị trí khác nhau
4. Người vận hành được yêu cầu ở gần cả bộ phát và bộ thu
5. Giảm tính linh hoạt và tính di động của việc sử dụng

Bước 4: Giai đoạn truyền hồng ngoại

1. Ngắt kết nối cáp được buộc trực tiếp khỏi chân 17 của HT12E, kết nối chân đầu ra của bộ phát hồng ngoại và kết nối bộ phát với nguồn điện.
2. Ngắt kết nối cáp nối trực tiếp khỏi chân 14 của HT12 D, kết nối chân đầu vào của bộ thu hồng ngoại và kết nối bộ thu với nguồn điện.
3. Kiểm tra thiết kế bằng cách đảm bảo các đèn LED được kết nối với HT12D sáng lên khi công tắc tương ứng của chúng trên HT12E được nhấn. Xem phần Khắc phục sự cố để được hỗ trợ về các sự cố thường gặp.

Ưu điểm của việc thiết lập đường truyền hồng ngoại

1. An toàn trong khoảng cách ngắn do yêu cầu truyền dẫn đường ngắm
2. Cảm biến hồng ngoại không bị ăn mòn hoặc oxy hóa theo thời gian
3. Có thể được vận hành từ xa
4. Tăng tính linh hoạt khi sử dụng
5. Tăng tính di động khi sử dụng

Nhược điểm của thiết lập truyền hồng ngoại

1. Không thể xuyên qua các vật cứng / rắn như tường, hoặc thậm chí sương mù
2. Tia hồng ngoại ở công suất cao có thể gây hại cho mắt
3. Ít hiệu quả hơn so với thiết lập dây buộc trực tiếp
4. Yêu cầu sử dụng tần số cụ thể để tránh nhiễu từ nguồn bên ngoài
5. Yêu cầu nguồn điện bên ngoài để vận hành máy phát

Bước 5: Giai đoạn truyền sóng vô tuyến

1. Ngắt kết nối bộ phát hồng ngoại khỏi nguồn và chân 17 của HT12E, kết nối chân ra của bộ phát sóng vô tuyến 433MHz. Ngoài ra, kết nối máy phát với đất và nguồn.
2. Ngắt kết nối bộ thu hồng ngoại khỏi nguồn và chân 14 của HT12D, kết nối các chân dữ liệu của bộ thu radio 433MHz. Ngoài ra, kết nối bộ thu với đất và nguồn.
3. Kiểm tra thiết kế bằng cách đảm bảo các đèn LED được kết nối với HT12D sáng lên khi công tắc tương ứng của chúng trên HT12E được nhấn. Xem phần Khắc phục sự cố để được hỗ trợ về các sự cố thường gặp.

Ưu điểm của việc thiết lập truyền dẫn vô tuyến

1. Không yêu cầu đường ngắm giữa máy phát và máy thu
2. Không bị nhiễu từ các nguồn sáng
3. dễ dàng và đơn giản sử dụng
4. Có thể được vận hành từ xa
5. Tăng tính linh hoạt

Nhược điểm của thiết lập truyền dẫn vô tuyến

1. Có thể dễ bị chéo từ những người dùng gần đó của các hệ thống truyền dẫn vô tuyến khác
2. Số lượng tần số hữu hạn
3. Có thể gây nhiễu từ các đài phát thanh khác, ví dụ: đài phát thanh, dịch vụ khẩn cấp, tài xế xe tải

Bước 6: Máy phát vô tuyến nguyên mẫu

1. Chuyển các thành phần cho bộ phát vô tuyến từ breadboard tạo mẫu sang PCB tạo mẫu.
2. Hàn các thành phần, có tham chiếu đến sơ đồ từ bước ba.
3. Sử dụng dây thiếc chắc chắn để kết nối mạch điện với nhau, sử dụng dây quấn tay ở những nơi có sự chồng chéo để tránh hiện tượng đoản mạch.

Bước 7: Bộ thu vô tuyến nguyên mẫu

1. Chuyển các thành phần cho bộ thu vô tuyến từ breadboard tạo mẫu sang PCB tạo mẫu.
2. Hàn các thành phần, có tham chiếu đến sơ đồ từ bước ba.
3. Sử dụng dây thiếc chắc chắn để kết nối mạch điện với nhau, sử dụng dây quấn tay ở những nơi có sự chồng chéo để tránh hiện tượng đoản mạch.

Bước 8: Trình điều khiển động cơ nguyên mẫu

1. Hàn các ổ cắm nam với các cổng: IN1-4 và Động cơ A-B, để cho phép dễ dàng điều chỉnh trong quá trình thử nghiệm, như theo sơ đồ trên.
2. Hàn một ổ cắm cái vào các cực âm và cực dương, như theo sơ đồ trên.

Bộ điều khiển động cơ là gì? Bộ điều khiển động cơ đóng vai trò trung gian giữa chip IC, pin và động cơ của ô tô. Nó là cần thiết vì chip HT12E thường chỉ có thể cung cấp khoảng 0,1 Amps cho động cơ, trong khi động cơ yêu cầu một vài amp để hoạt động thành công.

Bước 9: Tích hợp với Bộ phụ kiện xe cơ bản

Các bước sau đây là chuyển đổi Bộ công cụ trên ô tô cơ bản thành một ô tô RC hoạt động.

1. Ngắt kết nối bộ pin của ô tô khỏi mạch điện.
2. Hàn cáp jumper nguyên mẫu với mỗi kết nối động cơ và kết nối chúng với trình điều khiển động cơ theo sơ đồ ở bước tám.
3. Hàn cáp nguồn cho bộ thu radio và trình điều khiển động cơ vào bộ pin hiện đã ngắt kết nối.
4. Kết nối các chân đầu ra từ HT12D (chân 10-13) với các tiêu đề liên quan trên trình điều khiển moter theo sơ đồ ở bước tám.
5. Cấp nguồn cho bộ phát radio bằng bộ pin USB di động.

Bước 10: Kiểm tra và khắc phục sự cố

Thử nghiệm

1. Sau mỗi giai đoạn xây dựng, đầu vào HT12E sẽ tạo ra phản hồi (tức là đèn LED bật hoặc động cơ quay) từ HT12D.

2. Để điều khiển ô tô bằng bộ điều khiển máy phát sóng vô tuyến:

   • Lái xe về phía trước: giữ cả động cơ trái và phải về phía trước
   • Lái xe lùi: giữ cả động cơ trái và phải lùi
   • Rẽ trái: giữ động cơ phải tiến và động cơ trái lùi
   • Rẽ phải: giữ động cơ trái tiến và động cơ phải lùi

3. Các đặc tính hiệu suất cụ thể có thể được kiểm tra là:

   • Tốc độ, vận tốc
   • Phạm vi (của máy phát / máy thu vô tuyến)
   • Thời gian đáp ứng
   • độ tin cậy
   • Nhanh nhẹn
   • Độ bền (tuổi thọ pin)
   • Khả năng hoạt động ở nhiều địa hình và loại bề mặt / điều kiện khác nhau
   • Giới hạn nhiệt độ hoạt động
   • Giới hạn mang tải
4. Nếu không hoặc phản hồi không chính xác xảy ra, hãy làm theo hướng dẫn khắc phục sự cố bên dưới:

Xử lý sự cố

1. Động cơ quay theo hướng ngược lại với những gì đã định

   • Điều chỉnh thứ tự các cáp jumper nguyên mẫu được kết nối trên trình điều khiển động cơ (tất cả các chân có thể được chuyển đổi xung quanh)
   • Mạch bị đoản mạch: kiểm tra các mối hàn và kết nối cáp jumper

2. Động cơ / mạch không bật nguồn

   • Mạch có thể không có đủ điện áp / dòng điện để bật
   • Kiểm tra kết nối bị thiếu (bao gồm cả nguồn)

3. Đèn hỗ trợ truyền không hoạt động

   • Đèn LED được phân cực, đảm bảo nó ở đúng hướng
   • Đèn LED có thể bị nổ do dòng điện / điện áp quá cao
   • Các mạch thực sự không nhận được tín hiệu, hãy kiểm tra lại các kết nối

4. Bộ phát / thu vô tuyến không đủ mạnh

   • Kiểm tra xem liệu những người khác hiện cũng đang sử dụng thiết bị phát / thu vô tuyến điện hay không
   • Thêm một ăng-ten bổ sung (có thể là dây) để tăng cường kết nối
   • Hướng máy phát / máy thu theo hướng chung của nhau, chúng có thể có chất lượng thấp