Ván trượt điện cảm ứng áp suất: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Tài liệu hướng dẫn này được tạo ra để đáp ứng yêu cầu dự án của Makecourse tại Đại học Nam Florida (www.makecourse.com). Tài liệu hướng dẫn sau đây sẽ giải thích quy trình xây dựng ván trượt điện sử dụng miếng đệm nhạy áp làm bộ điều khiển tốc độ. Tấm đệm hoạt động cùng với bảng Arduino Uno cũng như động cơ điện và esc (bộ điều khiển tốc độ điện tử).

Kèm theo đó là video giới thiệu tổng quan về toàn bộ dự án.

Bước 1: Danh sách bộ phận

Để xây dựng bảng này, bạn sẽ cần những vật dụng sau.

1. Một ván trượt hoàn chỉnh, có boong, xe tải, bánh xe và vòng bi.

2. Một bo mạch điều khiển vi mô Arduino. Tôi đã sử dụng bảng Uno, có thể tìm thấy ở đây.

3. Một mạch breadboard. Kích thước một nửa là quá đủ cho ứng dụng này.

4. Velostat, một tấm lót bán dẫn sẽ được sử dụng cho miếng đệm áp suất, có thể mua tại đây.

5. Một động cơ điện không chổi than. Bạn có thể sử dụng các động cơ kv khác nhau tùy thuộc vào ngân sách và sở thích tốc độ của bạn. Trong bản dựng của mình, tôi đã sử dụng động cơ 280 kv có thể tìm thấy ở đây.

6. Bộ điều khiển tốc độ điện tử (esc) cho các phương tiện được điều khiển bằng sóng vô tuyến. Đảm bảo rằng bạn mua một esc có định mức cường độ dòng điện cao hơn mức yêu cầu của động cơ. Tôi đã đi với bộ điều khiển này.

7. Pin, tôi đã sử dụng bốn pin Li-po 3s để phù hợp với túi tiền của mình, bạn có thể sử dụng các loại pin ưa thích của mình miễn là chúng tương thích với esc của bạn và sẽ tạo ra đủ cường độ dòng điện để cung cấp năng lượng cho động cơ của bạn. được sử dụng trong bản dựng này.

8. Đầu nối Bullet đực cho các kết nối pin. Bạn có thể tìm thấy một gói có cả kết nối nam và nữ tại đây.

9. Bánh răng / Ròng rọc cho hệ thống truyền lực. Cấu tạo của tôi sử dụng một bánh răng nhỏ 14 răng và một bánh răng lớn 36 răng. Các tệp Phần Solidworks được đính kèm bên dưới.

10. Một vành đai thời gian.

11. Một chiếc hộp để chứa các thiết bị điện tử. Đây có thể là một thiết kế của riêng bạn hoặc bạn có thể sửa đổi trường hợp này khá dễ dàng.

Bước 2: Lắp ráp cảm biến áp suất Velostat

Velostat là vật liệu dẫn điện được bán làm vật liệu đóng gói. Nó có một đặc tính duy nhất khiến nó có thể được sử dụng như một cảm biến áp suất, đó là điện trở thay đổi tùy thuộc vào lượng áp lực đặt lên nó. Để tận dụng đặc tính này, bạn phải cho dòng điện chạy qua nó.

Để bắt đầu lắp ráp cảm biến, bạn sẽ cần phải cắt một miếng khóa dán của mình theo kích thước và hình dạng bạn muốn. Hãy nhớ rằng cái này sẽ được đặt trên đầu ván trượt, nơi đặt chân trước của bạn, vì vậy hãy căn cứ vào kích thước của bạn trên ván bạn đang sử dụng.

Cắt hai miếng giấy bạc dẫn điện có kích thước nhỏ hơn một chút so với miếng dán. Lá nhôm gia dụng với công việc này.

Tiếp theo, bạn sẽ cần phải cắt và dải dây cho cảm biến. Sử dụng dây 18-20 gage, cắt bỏ khoảng 2-3 inch cách điện ở cuối hai dây.

Kết nối mỗi dây với một trong các tấm giấy bạc của bạn và sau đó đặt mỗi tấm trên các mặt đối diện của miếng dán Velostat của bạn.

Bây giờ bạn đã lắp ráp xong cảm biến áp suất.

Bước 3: Nối mạch Arduino

Sau khi cảm biến áp suất của bạn được lắp ráp, bạn sẽ cần kết nối nó với bảng Arduino Uno của mình. Tham khảo hình ảnh ở trên như một sơ đồ đi dây.

Hàn các dây từ cảm biến đến dây nhảy cho Arduino. Chúng sẽ được sử dụng làm khách hàng tiềm năng tích cực và tiêu cực của bạn.

Kết nối đầu ra 5V ở phía tương tự của Arduino với dải dương trên bảng mạch và kết nối dây dẫn dương (dây màu đỏ ở bên trái của hình ảnh) với kênh dương trên bảng mạch.

Kết nối dây dẫn âm của bạn (dây màu xanh lam ở bên trái của hình ảnh) với bảng mạch và sau đó chạy một điện trở 120 Ohm từ dây dẫn âm trên bảng mạch sang một phần khác của bảng mạch. Điều này sẽ đóng vai trò như một bộ chia điện áp để bạn có thể lấy điện áp đầu ra từ cảm biến và biến nó thành dữ liệu có thể sử dụng được trong Arduino.

Kết nối điện trở với mặt đất của breadboard và nối đất breadboard với Arduino.

Gắn một dây vào breadboard trên dải có chứa dây dẫn âm của bạn và điện trở cho bộ chia điện áp. Đảm bảo gắn nó ở phía đối diện của điện trở hơn so với dây dẫn âm. Chạy dây này vào một đầu vào tương tự trên bảng Arduino của bạn. Đây sẽ là nơi Arduino nhận được tín hiệu rằng nó sẽ chuyển thành phản hồi ga.

Cuối cùng, kết nối jumper với các dải âm và dương (dây màu cam và màu xanh lá cây trong sơ đồ) của breadboard cùng với một jumper nữa kết nối với Arduino. Đảm bảo kết nối jumper cuối cùng này với chân kỹ thuật số được đánh dấu là chân PWM. Đây sẽ là nguồn và tín hiệu đầu vào cho hộ tống của bạn.

Bước 4: Lập trình Arduino

Sử dụng Arduino IDE, tạo một bản phác thảo sẽ lấy tín hiệu cho cảm biến của bạn và ánh xạ nó thành phản ứng ga. Bạn sẽ cần bao gồm thư viện Servo đi kèm với IDE. Những hình ảnh trên là bản phác thảo của tôi và tôi có đính kèm tệp chương trình bên dưới.

Đọc các dòng nhận xét để mô tả rõ ràng hơn về bản phác thảo.

Bước 5: Lắp ráp mạch điều khiển và nguồn động cơ

Tùy thuộc vào pin bạn đã mua cho bản dựng của mình, bước này có thể thay đổi một chút.

Bản dựng của tôi yêu cầu 4 pin chạy song song để đạt được cường độ dòng điện cần thiết.

Để kết nối pin với ESC, bạn sẽ cần hàn kết nối pin với ESC. Sử dụng dây 10 gage, hàn một dây cho mỗi pin vào các dây dẫn âm và dương của ESC. Đảm bảo để đủ dây để tiếp cận pin của bạn, vì vậy hãy cân nhắc vị trí đặt pin trước khi bạn bắt đầu bước này.

Tiếp theo, hàn từng dây âm và dương vào đầu nối đạn đực. Hãy tính đến loại pin bạn sẽ kết nối các phích cắm này để giữ cho hệ thống dây điện của bạn đơn giản và sạch sẽ.

Kết nối phía đầu ra tín hiệu của ESC với động cơ không chổi than.

Kết nối các dây tín hiệu nhỏ từ ESC đến các jumper trên breadboard từ phần cuối của bước trước.

Bước 6: Lắp ráp động cơ

Động cơ sẽ có một điểm gắn trên nó từ nhà máy, nhưng bạn sẽ cần phải chế tạo một giá đỡ để gắn nó vào bảng. Tôi sử dụng một tấm kim loại mỏng, cắt và uốn theo kích thước.

Xếp động cơ của bạn ở nơi bạn muốn nó được gắn trên giá đỡ và khoan lỗ. Gắn động cơ vào giá đỡ.

Bạn sẽ muốn gắn các bánh răng định thời của mình vào động cơ và vào bánh lái để có thể gắn động cơ với độ căng của dây đai.

Gắn đai vào động cơ và xếp thẳng hàng vào vị trí cần lắp giá đỡ. Khoan lỗ để gắn động cơ vào bảng và bắt vít giá đỡ động cơ vào bảng.

Bước 7: Hội đồng quản trị cuối cùng

Lấy hộp đựng thiết bị điện tử của bạn và khoan một lỗ ở phía trước nó, có đường kính khoảng một inch, sao cho nó đủ lớn để các phích cắm pin có thể chui qua.

Bạn sẽ cần xác định vị trí đặt vỏ thiết bị điện tử của mình và khoan các lỗ lắp vào đáy của nó. Khoan các lỗ để khớp các lỗ gắn trên vỏ vào ván trượt và bắt vít vỏ vào boong. Đảm bảo gắn nó với đáy vỏ vào bo mạch để dễ dàng tiếp cận thiết bị điện tử.

Đặt pin và ESC vào đúng vị trí trong hộp và luồn dây ra khỏi lỗ phía trước. Cắm bộ chuyển đổi 9V vào Arduino và kết nối pin với ESC. Kết nối ESC với jumper trên breadboard và cắm động cơ vào.

ESC trong danh sách bộ phận được lập trình sẵn và sẽ hoạt động ngay lập tức, tuy nhiên không phải tất cả các bộ điều khiển đều như vậy và bạn có thể cần xem hướng dẫn để lập trình bộ điều khiển của mình.