3D drukāts Arduino balstīts RC raidītājs: 25 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Šis projekts parādīs, kā es izstrādāju un uzbūvēju uz Arduino balstītu RC raidītāju.

Mans šī projekta mērķis bija izveidot 3D izdrukājamu RC raidītāju, ko varētu izmantot, lai kontrolētu citus Arduino projektus. Es gribēju, lai kontrolieris būtu pēc iespējas pastāvīgāks, bet es arī gribēju to izjaukt un pārveidot tā daļas. Šis projekts ir dažu nedēļu smaga darba rezultāts.

Piegādes

Lai izveidotu šo kontrolieri, jums būs nepieciešams:

• Analogā kursorsvira x2
• Analogais potenciometrs x2
• 128x32 0,91 collu OLED displejs x1
• Arduino Nano x1
• NRF24L01 modulis ar antenu x1
• 3cm x 7cm perforators x1
• BRC 18650 3,7 v litija jonu akumulators x2
• 2 šūnu 18650 akumulatora korpuss x1
• AMS1117 3.3 sprieguma regulators x1
• 3 pozīciju pārslēgšanas slēdzis x1
• 2 pozīciju pārslēgšanas slēdzis x2

Papildu preces:

• Daudzkrāsains standarta 22 gabarīta vads
• Daudzkrāsains viengabala 22 gabarīta vads
• Vīriešu un sieviešu tapu galvenes
• m3 pannas galvas skrūves un uzgriežņi (dažāda garuma)
• m2 pannas galvas skrūves un uzgriežņi (dažāda garuma)
• m2 ierobežojumi (dažāda garuma)

• Piekļuve:

  • 3D printeris
  • Lodāmurs

1. darbība: 3D modelis

Es sāku, modelējot kontrolieri 3D modelēšanas programmatūrā. Projektēšanas procesā es ņēmu vērā dažas lietas:

• Mans 3D printeris ir salīdzinoši mazs, tāpēc manas detaļas pēc drukāšanas procesa būtu jāsavieno. Lai to atrisinātu, es pievienoju caurumus visā dizainā, lai piestiprinātu detaļas, izmantojot m2 skrūves.
• Es gribēju viegli pārkārtot sava dizaina detaļas bez atkārtotas drukāšanas, tāpēc es pievienoju vienmērīgi izvietotus caurumus, kur detaļas tiks savienotas, lai nodrošinātu pēcdrukas dizaina iespējas.
• Šajā dizainā es izvairījos no pārkarēm, kā rezultātā tika iegūtas augstas kvalitātes izdrukas.

Šis modelis nesatur visas raidītāja daļas, bet ir iekļautas visas 3D drukāšanai nepieciešamās detaļas. Jūs varat lejupielādēt šī modeļa STEP failu, noklikšķinot uz lejupielādes.

*Es iekļāvu.stl failu korpusam nrf24 tiem, kam bija grūtības to sadalīt trīs atsevišķās daļās.

2. darbība: 3D drukāšana

Tas ir diezgan vienkāršs solis. Kad visas detaļas ir izdrukātas, varat sākt sagatavot detaļu montāžu.

3. solis: sagatavošanās montāžai: vadi

Lai varētu veikt izmaiņas šī projekta dizainā, es visu vadu vienā galā pielodēju vīriešu tapu galviņas.

4. darbība. Sagatavošanās montāžai: OLED displejs

Pirms montāžas sākšanas jums būs jāsagatavo daži elektroniskie komponenti. Pirmā lieta, kas jādara, ir pielodēt vadus pie katras detaļas tapām. (Šādā situācijā ir vieglāk izmantot standarta vadu, jo tas ir elastīgāks un tāpēc vieglāk saliekams.) Mans OLED displejs bija bez tapām, tāpēc es pielodēju vadus tieši pie sadalīšanas paneļa. Tomēr nav nozīmes laikapstākļiem vai nelodēšanai pie tapu galviņām.

5. solis: Sagatavošana montāžai: kursorsviras

Nākamais solis ir pielodēt vadus pie kursorsviras. Šajā gadījumā es vadu lodēju pie tapu galviņām vairāku iemeslu dēļ:

1. Ja es būtu noņēmis tapu galviņas un pielodējis pie caurumiem, man būtu bijis jābaro vadi caur caurumu augšdaļām, jo 3D drukātais stiprinājums atrodas tieši zem kursorsviru sadalīšanas paneļa.
2. Tā kā es pielodēju pie tapām, vadi nokrīt taisni uz leju un padara raidītāja augšējo daļu organizētāku.

Abām kursorsvirām viena veida tapām izmantoju vienādas krāsas:

• Sarkans VCC
• Melns GND
• Zils VRX
• Dzeltens VRY
• Zaļš SW

Tas atviegloja vadu pievienošanu atbilstošajiem Arduino portiem.

6. darbība: sagatavošanās montāžai: NRF24L01

NRF24L01 modulim es noņēmu tapu galviņas un pielodēju tieši pie caurumiem, lai būtu vieta perfboard. Vēlreiz es ņēmu vērā krāsas, kuras izmantoju katrai tapai turpmākai izmantošanai.

7. solis: Sagatavošana montāžai: potenciometri

Potenciometriem pielodējiet vadus pie katra no trim vadiem. Ārējie divi vadi ir vai nu zemējuma, vai vcc tapas (nav svarīgi, kādā secībā), un tiek izvadīts vidējais vads. Es pielodēju sarkanu vadu un melnu vadu pie diviem ārējiem vadiem un balto vadu pie abiem centrālajiem vadiem potenciometri.

8. darbība: sagatavošana montāžai: slēdži

Paņemiet trīs pozīciju slēdzi un lodējiet vadu pie katras tapas galvenes. Es izmantoju melnu vidējam un divas citas krāsas ārpusei, ko es ņēmu vērā turpmākai atsaucei.

Uz diviem stāvokļa slēdžiem ir trīs tapas. Jūs izmantosit tikai divus no šiem. Melns vads iet pa vidu, un cits vads iet uz vienu no divām ārējām tapas galviņām. Svarīgi: dariet to tikai vienam slēdzim.

Nākamais slēdzis tiks izmantots kā ieslēgšanas-izslēgšanas slēdzis. Pagaidām tikai lodējiet vadu pie šī ieslēgšanas-izslēgšanas slēdža centrālās tapas.

9. darbība. Sagatavošana montāžai: pielodējiet akumulatora korpusu pie ieslēgšanas slēdža

Lodējiet akumulatora korpusa sarkano vadu pie vienas no ieslēgšanas-izslēgšanas tapām. Ja vēl neesat to izdarījis, pie lodējiet tapas galvu uz akumulatora korpusa melnā stieples.

10. solis: Sagatavošanās montāžai: sprieguma regulators AMS1117

Šim solim jums būs nepieciešams AMS1117 3.3 voltu regulators. Šeit man ir pievienots NRF24L01 izstrādāts sadalīšanas dēlis, tāpēc es parādīšu, kā pabeigt šo darbību, izmantojot šo daļu. Ja jums ir tikai AMS1117 IC, tur ir daudz pamācību, kas var palīdzēt ar vadiem.

Pirmā lieta, ko es izdarīju, bija atlocīt visas tapas galvenes no tāfeles. Pēc tam pie atbilstošām tapām pielodēju sarkanu un melnu vadu.

Turpinot ar nepastāvīgo dizainu, es paņēmu divu sieviešu tapu galviņu rindu un pievienoju tās VCC un GND portiem, kur atradīsies NRF24L01 modulis.

Kad esat to izdarījis, varat pāriet uz nākamo darbību.

11. solis: sagatavojiet perf dēli: Arduino un pin galvenes

Pēdējā lieta, kas jādara pirms montāžas, ir sagatavot perforatoru. Lai to izdarītu, jums būs nepieciešami Arduino Nano, cietie vadi un sieviešu tapas.

Pārliecinieties, vai jūsu Arduino Nano ir tapu galvenes, un turpiniet to lodēt uz perforatora. Jūs vēlaties to novietot pēc iespējas tālāk uz vienas dēļa malas, lai atstātu vietu savienojuma paplašinājumiem, taču jūs arī vēlaties atstāt rindu katrā Arduino pusē sieviešu tapas galviņu lodēšanai. Pārliecinieties, vai USB savienotājs ir pēc iespējas tuvāk tāfeles malai. Mans 3 cm x 7 cm dēlis ir 10 caurumi un 24 caurumi. Tas man atstāja divas rindas Arduino kreisajā pusē, vienu rindu labajā pusē un apmēram deviņus caurumus aiz Arduino.

Pēc tam paņemiet divas rindas ar piecpadsmit sieviešu tapas galviņām un pielodējiet tās blakus Arduino. Es izmantoju standarta sieviešu tapas, bet šī iemesla dēļ es vēlējos izmantot sakraušanas galvenes:

Jums būs jāpievieno vadi tapu galvenēs ar Arduino vadiem. Ja izmantojāt standarta tapas, ir jāpievieno lodēšanas tilts, kas ir nedaudz garlaicīgs un laikietilpīgs. Ja izmantojāt staking headers, varat saliekt vadus, lai pieskartos Arduino vadiem, lai ievērojami atvieglotu lodēšanas uzdevumu

Neatkarīgi no tā, kā jūs izvēlaties to izdarīt, tapu galviņām jābūt savienotām ar Arduino tapu galviņām.

12. solis: sagatavojiet perf dēli: tapas pagarinājumi

Kad Arduino un tapu galvenes ir pielodētas pie tāfeles, nākamais solis ir pagarināt 5 voltu un zemējuma tapas, lai tās ietilpinātu visas elektriskās sastāvdaļas.

Lodējiet divas rindas ar 10 tapu galviņām uz perf dēļa pretējā galā kā Arduino ar vienu atstarpes rindu starp tām.

Paņemiet stieples gabalu un palaidiet to no Arduino 5V tapas līdz vienas tapas galvenes rindai. Noņemiet izolāciju, lai vads būtu atklāts vietā, kur tas pieskaras tapu galvu vadiem. Lodējiet vadu vietā.

Dariet to pašu, izņemot ar GND tapu uz Arduino un otru tapas galvenes rindu.

Kad esat to izdarījis, raidītājs ir gatavs montāžai.

13. darbība: montāža: piestipriniet kursorsviras pie pamatnes

Šim uzdevumam jums būs nepieciešamas astoņas m4 skrūves un atbilstošie uzgriežņi, kā arī dažas paplāksnes.

Ievietojiet uzgriežņus sešstūra caurumos, kas parādīti iepriekš attēlotās 3D drukātās daļas apakšā.

Bīdiet vienu paplāksni uz katras skrūves.

Iespiediet četras m4 skrūves četros urbumos kursorsviru sadalīšanas panelī.

Bīdiet kursorsviras nobīdes 3D drukāto daļu, lai tā darbotos kā atstatums starp sadalīšanas paneli un kursorsviru stiprinājumu.

Bīdiet kursorsviru ar skrūvēm savā vietā uz pamatnes, skrūves piestiprinot, turiet uzgriežņus savās spraugās.

Atkārtojiet šo darbību ar otru kursorsviru.

14. darbība: montāža: pievienojiet potenciometrus un OLED displeju pie potenciometra statīva

Bīdiet potenciometrus savās vietās uz potenciometra statīva. Potenciometri, kurus esmu piegādājis ar uzgriežņiem, lai tos pievilktu, un es tos izmantoju šeit, lai potenciometri būtu vietā. Lai pievilktu uzgriežņus ieliktņa iekšpusē, es izmantoju plakanu skrūvgriezi.

Pēc tam padodiet OLED displeja vadus caur spraugu potenciometra statīva kreisajā pusē. Pievelciet displeja pārsegu ar dažām m2 skrūvēm. Jums var būt nepieciešams pievienot dažas paplāksnes, lai pielāgotos displeja izvirzījumam.

15. solis: montāža: piestipriniet potenciometra statni pie kursorsviras pamatnes

Paņemiet potenciometra statīvu un piestipriniet to pie kursorsviras pamatnes, izmantojot m2 skrūves tā, lai kursorsviru tapas būtu vērstas prom no statīva.

16. darbība: montāža: pievienojiet korpusu NRF24L01 pie potenciometra statīva

Korpuss NRF24L01 sastāv no trim daļām. Paņemiet pirmo daļu un izvadiet paša moduļa vadus caur spraugu aizmugurē. Priekšējam galam jāatrodas spraugā, un lodēšanas savienojumiem, kas izvirzīti no tāfeles aizmugures, jābūt arī attiecīgajā spraugā.

Paņemiet korpusa vāciņu un izlīdziniet caurumus tā, lai pārsega plakanā puse būtu līdzena korpusam. Izbīdiet divas m2 skrūves caur caurumiem un ievietojiet šo komplektu caur potenciometra statīva caurumiem. Lai pabeigtu šo darbību, izlīdziniet otrā vāciņa caurumus ar m2 skrūvēm, lai mazais paraboliskais izvirzījums detaļas priekšpusē atrastos ap NRF24L01 moduļa cilindru. Pievelciet to ar diviem uzgriežņiem.

17. solis: montāža: piestipriniet rokturus pie pamatnes

Paņemiet abus rokturus un piestipriniet tos pie pamatnes, izmantojot m2 skrūves, kā parādīts iepriekš attēlos.

18. darbība: montāža: pievienojiet akumulatora korpusu pie pamatnes

Piestipriniet akumulatora korpusu pie akumulatora stiprinājuma ar ieskrūvējamām m3 skrūvēm.

Piestipriniet akumulatora stiprinājumu pie pamatnes ar m2 skrūvēm tā, lai akumulatora nodalījums atveras uz leju.

19. darbība: montāža: pievienojiet slēdžus rokturiem

Šim solim jums būs nepieciešami visi pārslēgšanas slēdži. Sāciet ar trīs pozīciju pārslēgšanas slēdzi.

Noņemiet stiprinājumu no slēdža un pabīdiet slēdzi caur sešstūra caurumu labajā rokturī. Nav svarīgi, kur atrodas šis slēdzis.

Paņemiet divu pozīciju pārslēgšanas slēdzi ar diviem vadiem un iespiediet to caurumā roktura kreisajā pusē, piestiprinot to tāpat kā iepriekšējo slēdzi.

Izvēlieties citu caurumu kreisajā rokturī, lai piestiprinātu pēdējo divu pozīciju pārslēgšanas slēdzi, kam vajadzētu būt ieslēgšanas / izslēgšanas slēdzim.

20. darbība: montāža: piestipriniet perf dēļa komplektu kursorsviru pamatnei

Izmantojiet m2 skrūves un m2 ierobežojumus, lai piestiprinātu perforatoru stiprinājumu pie kursorsviras pamatnes. Pārliecinieties, vai slots uz paneļa stiprinājuma atbilst NRF24L01 modulim. Vēlreiz jums var būt nepieciešams pievienot dažas paplāksnes starp stiprinājumu un pamatni, lai ņemtu vērā skrūves galvas izvirzījumu (šim nolūkam varat izmantot arī 3D drukāto nobīdi). Jūs vispirms vēlēsities izbīdīt garākās m2 skrūves caur stiprinājuma caurulēm, jo pēc stiprinājuma pievienošanas to nevarēsit izdarīt.

21. solis: salikšana: piestipriniet perf dēli pie perf dēļa stiprinājuma

Izmantojiet m2 skrūves, lai piestiprinātu perfboard stiprinājumu pie perfboard tā, lai Arduino un tapu uzgaļi būtu vērsti prom no stiprinājuma. Jūsu vadu garums var virzīt virzienu, uz kuru norāda Arduino USB ports.

22. darbība: Arduino savienojumi

Izvēloties šo raidītāja dizainu, rodas šķietami neorganizēta apakšdaļa. Lai tas šķistu mazāk satriecošs uzdevums, es koncentrējos uz viena veida savienojumu vienlaikus. Piemēram, es sāku, savienojot visus GND vadus ar paplašināto GND rindu uz perfekta paneļa. Šeit ir savienojumi:

Digitālās tapas:

D4 - kursorsviru 1 Sw

D5 - kursorsviru 2 Sw

D6 - 2 pozīciju pārslēgšanas slēdža ārējā tapa

D7 - 3 pozīciju pārslēgšanas slēdža ārējā tapa

D8 - Cits 3 pozīciju pārslēgšanas slēdzis

D9 - NRF24L01 CE tapa

D10 - NRF24L01 CSN tapa

D11 - NRF24L01 MOSI tapa

D12 - NRF24L01 MISC tapa

D13 - SCR NRF24L01 tapa

*Piezīme: tieši tad jūsu vadu krāsu kodēšana būs noderīga. Korpuss NRF24L01 ierobežo skatu uz tapu nosaukumiem. Krāsojot vadus ar krāsu, bez lielām pūlēm varat noteikt, kura tapa ir kura, padarot vadus daudz vieglāk savienojamus ar Arduino.

Analogās tapas:

A0 - potenciometra centrālā tapa 1

A1 - potenciometra centrālā tapa 2

A2 - kursorsviru2 VRX tapa

A3 - kursorsviru 2 VRY tapa

A4 - OLED SDA (DATA) tapa

A5 - OLED SCL (CLOCK) tapa

A6 - kursorsviru 1 VRY tapa

A7 - kursorsviru 1 VRX tapa

Sprieguma regulators (AMS1117):

Pievienojiet NRF24L01 moduļa zemējuma tapu sprieguma regulatora zemējuma tapai. Pievienojiet NRF24L01 3,3 voltu tapu sprieguma regulatoram.

Zemes tapas pagarinātāja tapas (pievienojiet visas šīs tapas zemējuma tapu galviņām):

• Centrālā tapa uz 2 pozīciju pārslēgšanas slēdža
• Centrālais tapa uz 3 pozīciju pārslēgšanas slēdža
• Kursorsvira1 GND tapa
• Kursorsvira2 GND tapa
• Potenciometrs 1 labais tapa
• Potenciometrs 2 labais tapa
• OLED GND tapa
• Akumulatora korpusa GND
• GND Pin uz sprieguma regulatora

5v tapu pagarinājuma tapu galvenes (savienojiet visas šīs tapas ar VCC tapu galviņām):

• Kursorsvira 1 5V tapa
• Kursorsvira 2 5V tapa
• Potenciometrs 1 kreisā tapa
• Potenciometrs 2 kreisā tapa
• OLED VCC tapa
• VCC Pin uz sprieguma regulatora

Citi savienojumi:

Pēdējais savienojuma elements ir ieslēgšanas-izslēgšanas slēdzis. Viens slēdža vads jāpievieno akumulatora korpusa pozitīvajam spailim. Centrālā tapa tiks savienota ar Arduino VIN tapu.

23. darbība: raidītāja kods

Pēdējais šī kontroliera solis ir kods. Es nedaudz izskaidrošu šo kodu, bet, ja vēlaties iegūt padziļinātu skaidrojumu par to, kā NRF24l01 modulis darbojas un tiek izmantots, apmeklējiet šo vietni:

Arduino bezvadu sakari - NRF24L01 apmācība

#iekļaut

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define SCREEN_WIDTH 128 // OLED displeja platums, pikseļos #define SCREEN_HEIGHT 32 // OLED displeja augstums, pikseļos Adafruit_SSD1306 displejs (SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEHT, -1); Radio RF24 (9, 10); konstanta baita adrese [6] = "00001"; int dati [11]; const int onevrx = 7; // mainīgais VRX uz kursorsviras 1 const int onevry = 6; // mainīgais VRY uz kursorsviras 1 const int twovrx = 2; // mainīgais VRX uz kursorsviru 2 const int twovry = 3; // mainīgais VRY uz kursorsviru 2 const int pot0Pin = 0; // mainīgais katlam 1 const int pot1Pin = 1; // mainīgais pot 2 const int ASwitch = 6; // mainīgais divu pozīciju pārslēgšanas slēdzim const int BSwitch1 = 8; // mainīgais pozīcijai viens no trim pozīciju pārslēgšanas slēdzim const int BSwitch2 = 7; // mainīgais trešajai pozīcijai no trim pozīcijām pārslēgšanas slēdzis const int CButton = 2; // mainīgais izvēles spiedpogai 1 const int DButton = 3; // mainīgais izvēles spiedpogai 2 int oneX; int oneY; int twoX; int twoY; int pot0; int pot1; void setup () {Serial.begin (9600); radio.begin (); radio.openWritingPipe (adrese); radio.setPALevel (RF24_PA_MIN); radio.stopListening (); pinMode (ASwitch, INPUT_PULLUP); // iestatīt APin uz izejas režīmu pinMode (BSwitch1, INPUT_PULLUP); // iestatiet BPin uz izejas režīmu pinMode (BSwitch2, INPUT_PULLUP); // iestatīt CPin uz izejas režīmu pinMode (CButton, INPUT_PULLUP); // iestatiet DPin uz izejas režīmu pinMode (DButton, INPUT_PULLUP); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); kavēšanās (1000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (.25); display.setTextColor (BALTS); display.setCursor (0, 0); display.print ("Ieslēgšana"); display.display (); kavēšanās (10); } void loop () {oneX = analogRead (onevrx); oneY = analogRead (onevry); twoX = analogRead (twovrx); twoY = analogRead (twovry); pot0 = analogRead (pot0Pin); pot1 = analogRead (pot1Pin); dati [0] = oneX; dati [1] = viens Y; dati [2] = diviX; dati [3] = divi Y; dati [4] = pot0; dati [5] = pot1; dati [6] = digitalRead (ASwitch); dati [7] = digitalRead (BSwitch1); dati [8] = digitalRead (BSwitch2); dati [9] = digitalRead (CButton); dati [10] = digitalRead (DButton); radio.write (& dati, izmērs (dati)); // nosūtīt datus uztvērējam kavēšanās (100); display.clearDisplay (); display.setTextSize (.25); display.setTextColor (BALTS); display.setCursor (5, 5); display.println (dati [4]); display.print ("Enerģijas saņemšana"); // pievienojiet jebkādu papildu informāciju, kuru vēlaties parādīt OLED šeit display.display (); }

24. darbība: uztvērēja kods

#iekļaut

#iekļaut #iekļaut RF24 radio (9, 10); // cns, ce // definējiet objektu, lai kontrolētu NRF24L01 konstantu baitu adresi [6] = "00001"; // definējiet saziņas adresi, kurai jāatbilst raidītāja int datiem [11] = {512, 512, 512, 512, 512, 512, 0, 0, 0, 0, 0}; // definēt masīvu, ko izmanto, lai saglabātu sakaru datu void setup () {radio.begin (); radio.openReadingPipe (0, adrese); radio.setPALevel (RF24_PA_MIN); radio.startListening (); // iestatīt kā uztvērēju Serial.begin (9600); } void loop () {if (radio.available ()) {radio.read (& data, sizeof (data)); // dažu datu punktu drukāšana no kontroliera uz seriālo monitoru Serial.print (dati [0]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (dati [1]); Serial.print ("\ t / t"); Sērijas nospiedums (dati [2]); Serial.print ("\ t / t"); Sērijas nospiedums (dati [3]); Serial.println (""); } // Atkal, tas ir tikai uztvērēja moduļa bāzes koda piemērs.

25. darbība. Secinājums

Ar šo kontrolieri jūs varat kontrolēt praktiski jebkuru Arduino projektu, un tā dizains ļauj veikt vēl lielākas izmaiņas. Jūs varētu izlemt, ka vēlaties divus papildu potenciometrus OLED displeja vietā (ja vēlaties 4 potenciometru statīva STEP failu, es varu jums to nosūtīt. Vienkārši komentējiet ar pieprasījumu). Vai varbūt vēlaties dizainam pievienot dažas spiedpogas. Tas ir pilnībā atkarīgs no jums.

Ja jums ir kādi jautājumi, komentāri vai bažas, nevilcinieties jautāt.

Paldies, ka veltījāt laiku, lai izlasītu šos 24 soļus. Es ceru, ka jums izdevās kaut ko iemācīties vai iegūt dažas jaunas idejas par to, ko var paveikt, izmantojot 3D printeri un Arduino.

Otrā vieta Arduino konkursā 2020