3D -trükitud Arduino -põhine RC -saatja: 25 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

See projekt näitab teile, kuidas ma Arduino -põhise RC -saatja projekteerimisel ja ehitamisel läksin.

Minu eesmärk selle projekti jaoks oli kujundada 3D prinditav RC -saatja, mida saaksin kasutada teiste Arduino projektide juhtimiseks. Tahtsin, et kontroller oleks võimalikult püsiv, kuid soovisin ka võimalust seda lahti võtta ja selle osi ümber kujundada. See projekt on paarinädalase raske töö tulemus.

Tarvikud

Selle kontrolleri ehitamiseks vajate:

• Analoog juhtkang x2
• Analoog -potentsiomeeter x2
• 128x32 0,91 -tolline OLED -ekraan x1
• Arduino Nano x1
• NRF24L01 moodul antenniga x1
• 3 cm x 7 cm laudis x1
• BRC 18650 3,7 v liitium-ioonaku x2
• 2 -elemendiline 18650 aku ümbris x1
• AMS1117 3.3 pingeregulaator x1
• 3 -asendiline lüliti x1
• 2 -asendiline lülituslüliti x2

Täiendavad esemed:

• Mitmevärviline standardne 22 -meetrine traat
• Mitmevärviline 22 südamikuga südamik
• Isase + emase tihvti päised
• m3 pannipea kruvid ja mutrid (erineva pikkusega)
• m2 pannipea kruvid ja mutrid (erineva pikkusega)
• m2 eraldusvõimet (erineva pikkusega)

• Juurdepääsu:

  • 3D printer
  • Jootekolb

Samm: 3D -mudel

Alustasin kontrolleri modelleerimisest 3D -modelleerimistarkvaras. Projekteerimise käigus võtsin arvesse mõnda asja:

• Minu 3D -printer on suhteliselt väike, nii et minu osad tuleks pärast printimisprotsessi ühendada. Selle lahendamiseks lisasin auke kogu disaini külge, et osi kinnitada m2 kruvide abil.
• Tahtsin oma kujunduse osi hõlpsalt ümber korraldada, ilma et peaksin uuesti printima, nii et lisasin printimisjärgsete kujundusvõimaluste jaoks ühtlaselt paigutatud augud, kus osad ühendatakse.
• Ma vältisin selle kujunduse puhul üleulatuvaid osi, mille tulemuseks olid kvaliteetsed väljatrükid.

See mudel ei sisalda kõiki saatja osi, kuid kõik 3D -printimiseks vajalikud osad on kaasas. Selle mudeli STEP -faili saate alla laadida, klõpsates allpool nuppu Laadi alla.

*Lisasin nrf24 korpuse.stl -faili neile, kellel oli probleeme selle kolmeks eraldi osaks jagamisega.

Samm: 3D -printimine

See on üsna lihtne samm. Pärast kõigi osade printimist võite alustada osade kokkupanekuks ettevalmistamist.

3. samm: kokkupanekuks ettevalmistamine: juhtmed

Selle projekti kujunduses muudatuste tegemiseks jootsin kõikide juhtmete ühte otsa isased tihvtid.

4. samm: kokkupanekuks ettevalmistamine: OLED -ekraan

Enne kokkupaneku alustamist peate ette valmistama mõned elektroonilised komponendid. Esimene asi, mida teha, on jootetraadid iga komponendi tihvti külge. (Sellises olukorras on tavalist traati lihtsam kasutada, kuna see on paindlikum ja seetõttu lihtsam kokku panna.) Minu OLED-ekraan oli ilma nööpnõeladeta, nii et ma jootsin juhtmed otse katkestusplaadile. Siiski pole vahet, kas ilm või mitte, jootate tihvtide päiste külge.

5. samm: kokkupanekuks ettevalmistamine: juhtkangid

Järgmine samm on juhtmete jootmine juhtkangi külge. Sel juhul jootsin juhtmed tihvtide päistele mitmel põhjusel:

1. Kui oleksin tihvtide päised eemaldanud ja aukudesse jootnud, oleksin pidanud juhtmed juhtima läbi aukude ülaosa, sest 3D -prinditud kinnitus asub otse juhtkangi katkestusplaadi all.
2. Kuna ma jootsin tihvtide päiste külge, kukuvad juhtmed otse alla ja muudavad saatja ülemise külje paremini organiseeritud.

Ma kasutasin mõlemat juhtkangi sama tüüpi tihvtide jaoks samu värve:

• Punane VCC jaoks
• Must GND jaoks
• Sinine VRX jaoks
• Kollane VRY jaoks
• Roheline SW jaoks

See hõlbustas juhtmete ühendamist Arduino õigete portidega.

6. samm: kokkupanekuks ettevalmistamine: NRF24L01

Mooduli NRF24L01 puhul eemaldasin tihvtide päised ja jootsin otse aukudesse, et saada ruumi plaadi jaoks. Veelkord võtsin teadmiseks värvid, mida kasutasin iga tihvti jaoks edaspidiseks kasutamiseks.

7. samm: kokkupanekuks ettevalmistamine: potentsiomeetrid

Potentsiomeetrite puhul jootke juhtmed iga kolme juhtme külge. Kaks välimist juhet on kas maandatud või vcc -tihvtid (pole tähtis, mis järjekorras) ja keskmine juhe väljastatakse. Ma jootsin välimise kahe juhtme külge punase juhtme ja musta juhtme ning mõlema keskjuhtme külge valge traadi potentsiomeetrid.

8. samm: kokkupanekuks ettevalmistamine: lülitid

Võtke kolme asendiga lüliti ja jootke traat iga tihvti päise külge. Kasutasin keskmiseks musta ja väljast kahte muud värvi, mille võtsin teadmiseks edaspidiseks kasutamiseks.

Kahel asendilülitil on kolm tihvtiga päist. Kasutate ainult kahte neist. Must juhe läheb keskele ja teine traat läheb ühele kahest välisest tihvti päisest. Tähtis: tehke seda ainult ühe lüliti puhul.

Järgmist lülitit kasutatakse sisse-välja lülitina. Praegu jootke traat ainult selle sisse-välja lüliti keskse tihvti külge.

9. samm: kokkupanekuks ettevalmistamine: jootke aku ümbris sisse / välja lülitiga

Jootke akuümbrise punane juhe ühe sisse- ja väljalülitamise välise tihvti külge. Kui te pole seda juba teinud, jootke nööpnõel pähe akuümbrise mustale juhtmele.

10. samm: kokkupanekuks ettevalmistamine: pingeregulaator AMS1117

Selle sammu jaoks vajate AMS1117 3,3 -voldist regulaatorit. Siin on mul üks kinnitatud NRF24L01 jaoks mõeldud murdeplaadile, nii et näitan, kuidas seda sammu selle osa abil lõpule viia. Kui teil on ainult AMS1117 IC, on seal palju õpetusi, mis aitavad teil juhtmeid ühendada.

Esimene asi, mida ma tegin, oli kõigi tihvtide päiste laualt eemaldamine. Seejärel jootsin punase ja musta juhtme vastavate tihvtide külge.

Jätkates mittepüsiva kujundusega, võtsin rida kahest naastpistikust ja ühendasin need VCC ja GND portidega, kus NRF24L01 moodul istuks.

Kui olete seda teinud, võite liikuda järgmise sammu juurde.

Samm: valmistage ette Perf Board: Arduino ja Pin Headers

Viimane asi, mida tuleb enne kokkupanekut teha, on laudplaadi ettevalmistamine. Selleks vajate Arduino Nano, tugeva südamikuga juhtmeid ja naastrehvide päiseid.

Veenduge, et teie Arduino Nanol oleks tihvtide päised, ja jätkake selle jootmist perfboardile. Soovite selle asetada võimalikult plaadi ühele küljele, et jätta ruumi ühenduse laiendamiseks, kuid soovite jätta ka rea Arduino kummalegi küljele naissoost tihvtide jootmiseks. Veenduge, et USB -pistik oleks plaadi servale võimalikult lähedal. Minu 3 cm x 7 cm plaat on 10 auku ja 24 auku. See jättis mulle kaks rida Arduino vasakule poole, ühe rea paremale poole ja umbes üheksa auku Arduino taha.

Järgmisena võtke kaks rida viisteist naissoost tihvti päist ja jootke need Arduino kõrvale. Ma kasutasin tavalisi naissoost tihvtide päiseid, kuid soovisin, et oleksin sel põhjusel kasutanud virnastamispäiseid:

Peate ühendama tihvtide päistel olevad juhtmed Arduino juhtmetega. Kui kasutasite tavalisi tihvtipeasid, tuleb ühendus luua jootesillaga, mis on pisut tüütu ja aeganõudev. Kui kasutasite virnastamispäiseid, saate jooteid Arduino juhtmete puudutamiseks painutada, et muuta jootmisülesanne palju lihtsamaks

Ükskõik, millisel viisil te selle valite, peavad tihvtide päised olema ühendatud Arduino tihvtide päistega.

12. samm: valmistage ette Perf Board: tihvtide pikendused

Kui olete Arduino ja tihvtide päised plaadile joodetud, on järgmine samm 5 -voldiste ja maanduspistikute pikendamine kõigi elektriliste komponentide mahutamiseks.

Jootke kaks rida 10 tihvtiga päiseid perfoplaadil vastasotsas nagu Arduino, nende vahel on üks rida tühikuid.

Võtke tükk tahke südamikuga traati ja viige see Arduino 5 V pistikust ühe tihvti päiste rida. Eemaldage isolatsioon nii, et traat oleks avatud kohtades, kus see puudutab tihvtide päiste juhtmeid. Jootke traat oma kohale.

Tehke sama, välja arvatud Arduino GND -tihvti ja teise nööpnõelte päistega.

Kui olete seda teinud, on saatja kokkupanemiseks valmis.

Samm 13: kokkupanek: kinnitage juhtkangid aluse külge

Selle ülesande täitmiseks vajate kaheksat m4 kruvi ja vastavaid mutreid koos mõne seibiga.

Asetage mutrid ülaltoodud 3D -prinditud osa põhja kuusnurksetesse aukudesse.

Libistage üks seib igale kruvile.

Lükake neli m4 kruvi juhtkangi katkestusplaadi nelja auku.

Lükake juhtkangi nihkega 3D trükitud osa, et see toimiks eraldusplaadina juhtplaadi ja juhtkangi kinnituse vahel.

Lükake juhtkang koos kruvidega alusele oma kohale, hoides kruvide kinnitamisel mutreid oma piludes.

Korrake seda sammu teise juhtkangi puhul.

14. samm: kokkupanek: kinnitage potentsiomeetrid ja OLED -ekraan potentsiomeetrihoidikule

Lükake potentsiomeetrid potentsiomeetririiuli kohale. Potentsiomeetrid, mis mul kaasas on, mutritega, et neid pingutada, ja kasutasin neid siin, et potentsiomeetrid paigas hoida. Sisetüki sees olevate mutrite pingutamiseks kasutasin lameda peaga kruvikeerajat.

Seejärel viige OLED-ekraani juhtmed läbi potentsiomeetririiuli vasakul pool oleva pilu. Pingutage ekraani kate mõne m2 kruviga. Ekraani väljaulatuvuse jaoks peate võib -olla lisama mõned seibid.

15. samm: kokkupanek: kinnitage potentsiomeetrihoidik juhtkangi aluse külge

Võtke potentsiomeetririiul ja kinnitage see juhtkruvi aluse külge, kasutades m2 kruvisid nii, et juhtkangi tihvtid jääksid rackist eemale.

16. etapp: kokkupanek: kinnitage korpus NRF24L01 potentsiomeetri riiuli külge

Korpus NRF24L01 koosneb kolmest osast. Võtke esimene osa ja sisestage mooduli juhtmed läbi taga oleva pilu. Esiosa peaks istuma pilusse ja plaadi tagaküljelt väljaulatuvad jootekohad peaksid istuma ka vastavasse pilusse.

Võtke korpuse kork ja joondage avad nii, et kaane tasane külg oleks korpuse suhtes tasane. Lükake kaks m2 kruvi läbi aukude ja paigaldage see komplekt läbi potentsiomeetri riiuli avade. Selle sammu lõpuleviimiseks joondage teise korgi augud m2 kruvidega nii, et väike esiküljeosa eesmine paraboolne osa asuks ümber mooduli NRF24L01 silindri. Pingutage seda kahe mutriga.

Samm 17: kokkupanek: kinnitage käepidemed aluse külge

Võtke mõlemad käepidemed ja kinnitage need aluse külge, kasutades m2 kruvisid, nagu ülaltoodud piltidel näidatud.

Samm 18: kokkupanek: kinnitage akukarp aluse külge

Kinnitage akukarp akukinnituse külge süvendite m3 kruvidega.

Kinnitage akukinnitus m2 kruvidega alusele nii, et akukarp avaneks allapoole.

Samm 19: kokkupanek: kinnitage lülitid käepidemete külge

Selle sammu jaoks vajate kõiki lülituslüliteid. Alustage kolme asendiga lülituslülitist.

Eemaldage kinniti lülitilt ja libistage lüliti läbi parempoolse käepideme kuusnurkse ava. Pole oluline, kus see lüliti asub.

Võtke kahe juhtmega kahe asendiga lülituslüliti ja lükake see läbi käepideme vasakul küljel oleva augu, kinnitades selle samamoodi nagu eelmine lüliti.

Kahe viimase positsiooni lülituslüliti kinnitamiseks valige vasakul käepidemel teine auk, mis peaks olema sisse- ja väljalüliti.

Samm 20: kokkupanek: kinnitage Perf Board Board koos juhtkangi alusega

Kasutage m2 kruvisid ja m2 takistusi, et kinnitada perfboardi kinnitus juhtkangi aluse külge. Veenduge, et täiteplaadi kinnituse pesa sobiks ümber mooduli NRF24L01. Taaskord peate võib -olla kinnituse ja aluse vahele lisama mõned seibid, et võtta arvesse kruvipea väljaulatuvust (saate kasutada ka 3D -prinditud nihkeid). Veenduge, et libistate esmalt pikemad m2 kruvid läbi kinnitusdetailide torude, sest te ei saa seda teha, kui kinnitus on kinnitatud.

Samm 21: kokkupanek: kinnitage Perf -plaat Perf -plaadi kinnituse külge

Kasutage m2 -kruvisid, et kinnitada perfboard -kinnitus perfboard -i külge nii, et Arduino ja tihvtide päised on kinnitusest eemal. Teie juhtmete pikkus võib juhtida suunda, kuhu Arduino USB -port osutab.

Samm 22: Arduino ühendused

Selle saatja konstruktsiooni valimine toob kaasa näiliselt korrastamata alaosa. Et see tunduks vähem ülekaalukas ülesanne, keskendusin korraga ühele ühenduse tüübile. Näiteks alustasin sellega, et ühendasin kõik GND juhtmed perfoplaadi GND laiendatud reale. Siin on ühendused:

Digitaalsed tihvtid:

D4 - juhtnupp 1 Sw

D5 - juhtnupp 2 Sw

D6 - 2 asendiga lüliti välimine tihvt

D7 - 3 -asendilise lüliti välimine tihvt

D8 - muu 3 -asendilise lülitusnupu välimine tihvt

D9 - NRF24L01 CE -tihvt

D10 - NRF24L01 CSN -tihvt

D11 - NRF24L01 MOSI tihvt

D12 - NRF24L01 MISC -tihvt

D13 - NKF24L01 SCK tihvt

*Märkus. Sel juhul on teie juhtmete värvikodeerimine kasulik. NRF24L01 ümbris piirab teie vaadet tihvtide nimedele. Kui värvite juhtmeid värvikoodiga, saate ilma suurema vaevata öelda, milline tihvt on kumb, muutes juhtmete ühendamise Arduinoga palju lihtsamaks.

Analoognõelad:

A0 - potentsiomeetri keskne tihvt 1

A1 - potentsiomeetri keskne tihvt 2

A2 - Joystick2 VRX tihvt

A3 - Joystick2 VRY tihvt

A4 - OLED SDA (DATA) tihvt

A5 - OLED SCL (CLOCK) tihvt

A6 - Joystick1 VRY Pin

A7 - Joystick1 VRX Pin

Pingeregulaator (AMS1117):

Ühendage mooduli NRF24L01 maanduspinge pingeregulaatori maanduspistikuga. Ühendage NRF24L01 3,3 -voldine tihvt pingeregulaatoriga.

Maanduspistiku pikenduspoldi päised (ühendage kõik need tihvtid maanduspistiku päistega):

• Keskne tihvt 2 -asendilülitil
• Keskne tihvt 3 -asendilülitil
• Joystick1 GND Pin
• Joystick2 GND Pin
• Potentsiomeeter 1 parempoolne tihvt
• Potentsiomeeter 2 parempoolne tihvt
• OLED GND tihvt
• Akuümbrise GND
• GND Pin pingeregulaatori pin

5v tihvti pikendusnõela päised (ühendage kõik need tihvtid VCC tihvtide päistega):

• Joystick1 5v pin
• Joystick2 5v pin
• Potentsiomeeter 1 vasak tihvt
• Potentsiomeeter 2 vasakpoolne tihvt
• OLED VCC tihvt
• VCC Pin pingeregulaatoril

Muud ühendused:

Viimane ühendatav komponent on sisse-välja lüliti. Üks lüliti juhe tuleb ühendada aku ümbrise positiivse klemmiga. Keskne tihvt ühendatakse Arduino VIN -tihvtiga.

23. samm: saatja kood

Selle kontrolleri viimane samm on kood. Teen selle koodi kohta väikese selgituse, kuid kui soovite põhjalikumat selgitust selle kohta, kuidas NRF24l01 moodul täpselt töötab ja seda kasutatakse, külastage seda saiti:

Arduino traadita side - NRF24L01 õpetus

#kaasake

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define SCREEN_WIDTH 128 // OLED -ekraani laius, pikslites #define SCREEN_HEIGHT 32 // OLED -ekraani kõrgus, pikslites Adafruit_SSD1306 ekraan (SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEHT, -1); Raadio RF24 (9, 10); const baidi aadress [6] = "00001"; int andmed [11]; const int onevrx = 7; // muutuja VRX jaoks juhtkangil 1 const int onevry = 6; // muutuja VRY jaoks juhtkangil 1 const int twovrx = 2; // muutuja VRX jaoks juhtkangil 2 const int twovry = 3; // muutuja VRY jaoks juhtkangil 2 const int pot0Pin = 0; // muutuja pot 1 jaoks const int pot1Pin = 1; // muutuja pot 2 const int ASwitch = 6; // muutuja kahe asendiga lülituslüliti const int BSwitch1 = 8; // muutuja positsiooni üks kolmest asendist lülituslüliti const int BSwitch2 = 7; // muutuja positsiooni kolm kolmest asendist lülituslüliti const int CButton = 2; // muutuja valikulise nupu jaoks 1 const int DButton = 3; // muutuja valikulise nupu 2 jaoks int oneX; int oneY; int kaksX; int kaks Y; int pot0; int pot1; void setup () {Serial.begin (9600); radio.begin (); radio.openWritingPipe (aadress); radio.setPALevel (RF24_PA_MIN); radio.stopListening (); pinMode (ASwitch, INPUT_PULLUP); // seadke APin väljundrežiimile pinMode (BSwitch1, INPUT_PULLUP); // seada BPin väljundrežiimile pinMode (BSwitch2, INPUT_PULLUP); // seada CPin väljundrežiimile pinMode (CButton, INPUT_PULLUP); // seadke DPin väljundrežiimile pinMode (DButton, INPUT_PULLUP); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); viivitus (1000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (.25); display.setTextColor (VALGE); display.setCursor (0, 0); display.print ("Toide sisse"); display.display (); viivitus (10); } void loop () {oneX = analogRead (onevrx); oneY = analogRead (onevry); twoX = analogRead (twovrx); twoY = analogRead (twovry); pot0 = analogRead (pot0Pin); pot1 = analogRead (pot1Pin); andmed [0] = oneX; andmed [1] = üks Y; andmed [2] = kaksX; andmed [3] = kaks Y; andmed [4] = pott0; andmed [5] = pott1; andmed [6] = digitalRead (ASwitch); andmed [7] = digitalRead (BSwitch1); andmed [8] = digitalRead (BSwitch2); andmed [9] = digitalRead (CButton); andmed [10] = digitalRead (DButton); radio.write (& andmed, sizeof (andmed)); // andmete saatmine vastuvõtjale delay (100); display.clearDisplay (); display.setTextSize (.25); display.setTextColor (VALGE); display.setCursor (5, 5); display.println (andmed [4]); display.print ("Võimsuse vastuvõtmine"); // lisage mis tahes lisateavet, mida soovite OLED -il kuvada siin display.display (); }

24. samm: vastuvõtja kood

#kaasake

#kaasa arvatud #kaasama RF24 raadio (9, 10); // cns, ce // määratle objekt, mida kontrollida NRF24L01 konst baidiaadress [6] = "00001"; // määratlege side aadress, mis peaks vastama saatja int andmetele [11] = {512, 512, 512, 512, 512, 512, 0, 0, 0, 0, 0}; // defineerige sideandmete tühjendamiseks kasutatav massiiv void setup () {radio.begin (); radio.openReadingPipe (0, aadress); radio.setPALevel (RF24_PA_MIN); radio.startListening (); // vastuvõtjaks seatud Serial.begin (9600); } void loop () {if (radio.available ()) {radio.read (& data, sizeof (data)); // mõne andmepunkti printimine kontrollerilt jadamonitorile Serial.print (andmed [0]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (andmed [1]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (andmed [2]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (andmed [3]); Serial.println (""); } // Jällegi, see on vaid vastuvõtja mooduli baaskoodi näide.

25. samm: järeldus

Selle kontrolleriga saate juhtida praktiliselt kõiki Arduino projekte ja selle disain võimaldab veelgi rohkem muuta. Võite otsustada, et soovite OLED -ekraani asemel kaks täiendavat potentsiomeetrit (kui soovite nelja potentsiomeetri riiuli STEP -faili, võin selle teile saata. Lihtsalt lisage taotlusele kommentaar). Või äkki soovite disainile lisada mõned nupud. See on täielikult teie otsustada.

Kui teil on küsimusi, kommentaare või muresid, küsige kõhklemata.

Täname, et leidsite aega nende 24 sammu lugemiseks. Loodan, et suutsite midagi õppida või saada paar uut ideed selle kohta, mida saab 3D -printeri ja Arduino abil saavutada.

Arduino võistluse 2020 teine koht