Envisageons de créer un véhicule à chenilles avec une conception assez basique qui peut être assemblé en quelques soirées. L'ensemble de la structure peut être grossièrement divisé en deux parties : le châssis à chenilles et la partie électrique, qui permettra de contrôler à distance la machine à partir de la télécommande.
Fabrication de châssis
Peu de matériaux seront nécessaires : les chenilles seront entraînées par une paire de motoréducteurs, la base de toute la structure sera un petit morceau de contreplaqué épais, et vous aurez également besoin de plusieurs roues en plastique sur lesquelles les chenilles tourneront. Pour la machine, vous pouvez utiliser presque tous les motoréducteurs de taille appropriée, les motoréducteurs « jaunes » sont idéaux, que l'on peut trouver dans de nombreux magasins de pièces de radio, ou vous pouvez les acheter sur Ali, la boîte de vitesses qu'ils contiennent donne un rapport de démultiplication de 1 : 48, qui dans ce cas est la valeur la plus optimale.
Chaque boîte de vitesses a une sortie vers deux arbres, sur les côtés opposés de la carrosserie - pour le châssis à chenilles, un seul arbre de chaque moteur sera utilisé, le second peut être complètement retiré ou laissé au cas où ces moteurs seraient encore nécessaires dans d'autres projets.Il est nécessaire de fixer les roues aux arbres - le moyen le plus simple de le faire est de visser une vis autotaraudeuse dans l'arbre lui-même (il est creux à l'intérieur), afin que les roues se serrent bien. Pour une fixation supplémentaire et pour éviter que la vis autotaraudeuse ne se déroule, vous pouvez lubrifier généreusement le joint avec de la colle. Veuillez noter que la roue est double - un espace d'environ 3 à 4 mm est ménagé entre chaque roue, à l'avenir la chenille sera fixée avec elle.
Les moteurs sont montés sur un morceau de contreplaqué durable ; sa taille peut être choisie arbitrairement, en fonction de la taille souhaitée de la machine. Ces motoréducteurs n'offrent pas d'endroits pratiques pour la fixation, je les ai donc fixés avec de la colle chaude - de bons bâtons de colle offrent une excellente qualité de connexion, comme l'expérience l'a montré.
Ensuite, du côté opposé des moteurs, vous devez sécuriser les coins de l'essieu des roues avant. Pour ce faire, je recommande fortement d'utiliser des pièces d'un jeu de construction en fer pour enfants - vous y trouverez des coins prêts à l'emploi avec des trous. Lorsque vous percez un trou dans du contreplaqué, vous devez tenir compte du fait qu'à l'avenir, vous devrez ajuster la tension des rails. Vous devez donc percer une série de trous d'environ 1 à 1,5 cm de long, qui sont ensuite reliés en un seul. fente oblongue. De cette façon, l’ensemble de l’essieu avant se déplacera d’avant en arrière, boulonné en place.
Une goupille est vissée dans les trous des coins, il est pratique d'utiliser M4, elle offre une rigidité suffisante et s'adapte en même temps aux trous des pièces du constructeur en fer. Le goujon doit être solidement fixé aux coins ; il est pratique d'utiliser pour cela des contre-écrous ; ils ne se dévisseront pas d'eux-mêmes lorsque la machine se mettra en mouvement. Les mêmes roues doubles sont installées sur les côtés comme à l'arrière, avec exactement le même jeu.Les roues doivent tourner librement sur l'essieu, ce qui peut être assuré avec les mêmes écrous de blocage. Veuillez noter que les roues gauche et droite doivent tourner indépendamment l'une de l'autre. J'ai pris ces roues dans le même jeu de construction en fer, mais vous pouvez en découper des similaires dans du plastique ou du carton épais, si vous les pliez en plusieurs couches et les collez ensemble.
Fabriquer des chenilles
Il est difficile d'imaginer, cependant, que d'excellentes pistes avec une bonne traction puissent être réalisées à partir d'un tapis de bain en PVC, que l'on peut trouver dans presque toutes les quincailleries. Un tel tapis se compose de nombreuses « bandes » flexibles reliées les unes aux autres par des fils parallèles, ce qui est nécessaire pour créer une chenille. Une bande de 1,5 à 2 cm de large est découpée dans le tapis, elle doit être égale à la largeur des roues utilisées.
Ensuite, vous devez appliquer le ruban adhésif sur les roues fixées au châssis et le couper à la longueur requise, puis les extrémités du ruban sont collées ensemble avec de la superglue. Une fois la colle sèche, vous pouvez essayer la chenille sur le châssis et même allumer le moteur - la chenille tournera, mais tombera rapidement des roues.
Pour que la chenille ne tombe pas des roues, même lorsque le futur véhicule franchit des obstacles, vous devez réaliser des butées convexes au centre de la chenille. Lors de la rotation, ils tomberont dans l'espace entre les roues, empêchant ainsi la chenille de se détacher. Il existe de nombreuses façons de faire de tels arrêts ; j'ai décidé de coller des allumettes à chaque « marche » de la chenille ; comme l'expérience l'a montré, cette méthode s'est avérée efficace et avec une tension suffisante, la chenille n'est pas tombée du tout. Les allumettes sont coupées en morceaux de 5 à 6 mm de long et collées, comme le montre la photo ci-dessous, la même superglue est utilisée - elle assure une bonne force de liaison avec le matériau du tapis en PVC.
Toutes les mêmes actions doivent être effectuées avec la deuxième chenille.Après avoir collé les allumettes, les chenilles peuvent être considérées comme prêtes - elles s'appuient désormais sur le châssis et peuvent déjà vérifier comment la future voiture roulera en appliquant la tension de la batterie directement aux deux moteurs. Si nécessaire, vous devez ajuster la force de tension - une chenille trop faible tournera ou tombera, et une chenille trop tendue tournera étroitement, exerçant une contrainte supplémentaire sur le moteur.
Partie électrique
Dans la partie électrique, vous aurez besoin de plusieurs cartes à la fois : des cartes récepteur et émetteur pour transmettre les commandes de la télécommande, des convertisseurs boost pour alimenter les moteurs, ainsi que des cartes « pont » pour permettre à chaque moteur de tourner dans les deux sens. Le schéma général est le suivant - la carte émettrice sera installée dans la télécommande, la carte réceptrice sur le châssis de la machine. Les convertisseurs élévateurs convertissent la tension des batteries (3,7 à 4,2 volts) en un niveau de 7 à 8 volts, à partir duquel les moteurs seront alimentés. Si les moteurs développent une vitesse suffisante directement à partir de la batterie, il n'est pas nécessaire d'installer des convertisseurs. La rotation des moteurs sera contrôlée par des circuits en pont - des circuits spéciaux avec des transistors à effet de champ qui peuvent fournir à la sortie une tension d'une polarité ou d'une autre, selon l'entrée (en 1 ou en 2) du signal de commande. la carte réceptrice recevra. Tout d'abord, regardons les circuits émetteur et récepteur, ils sont présentés respectivement ci-dessous.
Pour être précis, ces circuits sont appelés encodeur et décodeur, et le récepteur et l'émetteur sont des modules RX-TX prêts à l'emploi à une fréquence de 433 MHz, qui peuvent facilement être achetés sur Ali ou dans de nombreux magasins de pièces radio - Chacun des modules dispose de trois contacts pour la connexion - puissance plus, moins, ainsi que d'un contact DATA pour l'envoi ou la réception de données.Les circuits simples présentés ci-dessus fournissent un protocole de transfert de données, vous permettant de traiter 5 pressions sur des boutons. Pour contrôler la machine, vous n'aurez besoin que de 4 canaux (avant, arrière, droite, gauche), donc le 5ème canal reste libre et peut être utilisé à n'importe quelle fin, par exemple pour allumer et éteindre les phares. Les contacts TXD et RXD dans les schémas sont connectés respectivement aux contacts DATA de l'émetteur et du récepteur ; sinon, les schémas sont simples et ne nécessitent pratiquement aucune explication. La tension d'alimentation des circuits eux-mêmes est de 3,5 à 5 volts, cependant, si vous installez des stabilisateurs 78l05 (ils sont indiqués dans les schémas), vous pouvez les alimenter à partir d'une tension de 7 volts ou plus. Les circuits imprimés offrent les deux options d'alimentation ; il vous suffit d'installer des cavaliers aux bons endroits. Pour une utilisation dans une machine, le récepteur et l'émetteur peuvent être alimentés directement à partir de piles sans stabilisateurs. Chacun des circuits possède un microcontrôleur - il doit être flashé avec le firmware approprié ; le firmware est dans l'archive avec les fichiers de la carte.
Archivez avec des schémas, des firmwares et des cartes :
Fabriquer la télécommande
Comme option, vous pouvez utiliser une télécommande prête à l'emploi provenant d'un jouet radiocommandé cassé/inutile, s'il y a suffisamment d'espace à l'intérieur pour installer la carte encodeur. Ou vous pouvez créer votre propre télécommande, comme je l'ai fait. Comme base, j'ai utilisé un autre morceau de contreplaqué, en y montant un support pour un accu 18650, une carte encodeur avec un module récepteur, ainsi que 4 boutons, en les disposant pour une facilité de contrôle maximale.Veuillez noter que la carte encodeur contient déjà des espaces de montage pour les boutons sur la carte - leur installation n'est pas nécessaire, sauf pour vérifier la fonctionnalité après l'assemblage. Les boutons de commande sont retirés de la carte par des fils, comme sur les photographies ci-dessous.
Montage de l'électronique sur le châssis
Sur le châssis lui-même, en plus de la carte décodeur avec le module récepteur, seront donc installées deux cartes « pont » et deux convertisseurs. L’avantage d’utiliser deux convertisseurs, un pour chaque moteur, est que vous pouvez régler la vitesse de chaque piste séparément. Bien que les motoréducteurs soient identiques, ils présentent néanmoins quelques variations dans leurs paramètres, de sorte que même avec la même tension d'alimentation, ils peuvent produire des vitesses légèrement différentes ; en ajustant la tension à la sortie des convertisseurs, vous pouvez obtenir la même vitesse. Une distorsion des vitesses, même minime, conduira au fait que la voiture ne roulera pas tout droit, mais avec un léger virage. Ci-dessous sur la photo, vous pouvez voir toutes les cartes nécessaires à l'installation sur le châssis.
Photo détaillée de la carte décodeur. Veuillez noter qu'elle dispose, comme la carte codeur, de plusieurs condensateurs d'alimentation supplémentaires - ils ne seront certainement pas superflus dans les appareils équipés de microcontrôleurs.
Assemblage de circuit en pont
Il semblerait pourquoi une sorte de circuit en pont est nécessaire, car il suffit simplement d'appliquer une tension aux moteurs à l'aide d'une clé. Et ce n'est vraiment pas nécessaire si la voiture ne nécessite pas de marche arrière - et la pratique montre que sans elle, ce n'est pas du tout intéressant. Ainsi, il est nécessaire d'assembler un petit circuit supplémentaire qui assurera un changement de polarité pour le moteur. La polarité change – la direction du mouvement change.
Le moteur est connecté à ce circuit et il contient également deux entrées - in1 et in2, appliquez 3 à 5 volts à une entrée - le moteur tourne dans un sens, appliquez 3 à 5 volts dans l'autre - le moteur tourne dans l'autre direction. Si la tension n'est fournie à aucune des entrées, ou est appliquée aux deux entrées en même temps, le moteur ne tourne pas, c'est la logique de fonctionnement simple. Il y a 4 transistors à effet de champ dans le circuit qui commuteront le moteur, ils doivent donc être conçus pour un courant suffisamment élevé. Deux d'entre eux sont à canal N, vous pouvez utiliser AO3400, les deux autres sont à canal P, AO3401 convient. Également sur le schéma, il y a deux transistors NPN bipolaires ; BC847 ou tout autre similaire fera l'affaire. Afin de ne pas prendre beaucoup de place sur le châssis, je recommande d'assembler ce circuit à l'aide de composants SMD. Diodes - celles que vous aimez, par exemple 1N4148W. L'entrée d'alimentation de ce circuit (désignée comme 12 V) est alimentée en tension par le convertisseur. Veuillez noter que le circuit doit être assemblé en deux exemplaires - pour les moteurs gauche et droit, respectivement, ils seront alimentés par l'un et par le deuxième convertisseur. Les photos des planches assemblées sont ci-dessous.
Vous pouvez maintenant procéder directement à l'installation - et la première étape consiste à installer une paire de supports pour batteries 18650 sur le dessus du châssis ; toute l'électronique sera alimentée par eux ; les batteries sont connectées en parallèle.
Devant les batteries, dans la partie avant, est installée une carte décodeur, elle peut être immédiatement connectée via un interrupteur aux contacts des supports. Pour plus de commodité, cette carte dispose en outre de 5 LED – lorsque vous appuyez sur les touches de la télécommande, celles correspondantes s'allument LED.
Une paire de convertisseurs et une paire de planches de pont sont fixées en partie inférieure, sous le châssis.Tout est immédiatement connecté par des fils - les entrées des convertisseurs via un interrupteur aux supports, les sorties des convertisseurs pour alimenter les cartes de pont et les sorties des ponts, à leur tour, aux moteurs. Il convient de garder à l'esprit que les moteurs sous charge peuvent consommer un courant assez important ; par conséquent, à l'entrée des convertisseurs, le courant consommé sera environ 2 fois plus grand et peut atteindre à certains moments 1-1,5 ampères, vous devez donc alimenter avec des fils assez épais.
Reste la dernière et dernière étape du montage : il faut connecter les sorties du décodeur (4 sorties sur 5 seront utilisées) aux entrées du pont (in1, in2), afin que lorsque vous appuyez sur certaines touches de la télécommande, la machine réagit de la manière souhaitée. À savoir:
- En appuyant sur "avant" - les deux moteurs tournent dans le même sens.
- En appuyant sur « retour » - les deux moteurs tournent dans le sens opposé.
- En appuyant sur "droite" - le moteur gauche tourne vers l'avant, le moteur droit tourne vers l'arrière, tandis que la machine tourne dans le sens des aiguilles d'une montre sur place.
- En appuyant sur "gauche" - le moteur droit tourne vers l'arrière, le moteur gauche tourne vers l'avant, la machine tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
- En appuyant simultanément sur « avant » et « droite » - le moteur gauche tourne vers l'avant, celui de droite reste immobile, ce qui permet un virage en douceur.
- Appuyer simultanément sur « avant » et « gauche » est similaire, mais dans l’autre sens.
Pour mettre en œuvre une telle logique, il est nécessaire de connecter les sorties du décodeur aux entrées du pont comme indiqué ci-dessous.
Les sorties du décodeur sont présentées ci-dessous, l'une d'elles étant libre et pouvant être utilisée pour d'autres actions. Les diodes ici peuvent être utilisées les mêmes 1N4148, soudées par montage en surface directement aux sorties du décodeur.
Essais
À ce stade, le montage de la machine est terminé, vous pouvez insérer les piles et vérifier le fonctionnement. Dans ce cas, il ne serait pas inutile de vérifier la consommation de courant - en l'absence de commandes de la télécommande, elle devrait être faible, de l'ordre de plusieurs dizaines de mA. La portée de la télécommande dépendra des modules récepteurs et émetteurs utilisés - le plus souvent, ils fournissent une zone de réception fiable d'environ 20 à 30 mètres en conditions urbaines, ce qui est largement suffisant pour contrôler la machine. Les antennes permettront d'augmenter considérablement la portée, vous pouvez prendre des morceaux de fil de cuivre de 17 cm de long (pour une fréquence de 433 MHz) et les souder aux contacts « fourmis » des modules.
Ainsi, le résultat est un jouet très amusant pour les enfants et les adultes - les chenilles en tapis en PVC offrent une excellente adhérence sur n'importe quelle surface, de sorte que la machine peut facilement surmonter les obstacles. Les avantages de la version à chenilles incluent également la facilité de contrôle - il n'est pas nécessaire d'installer des mécanismes de direction supplémentaires, tout contrôle s'effectue uniquement en changeant le sens de rotation des chenilles. L'inconvénient de la conception du châssis décrite peut être appelé la petite « garde au sol » - les moteurs sont situés sous le bas et y occupent beaucoup d'espace, cependant, cela n'interfère pas avec le plaisir de « conduire », et si souhaité, cet inconvénient peut être éliminé en ajoutant un essieu supplémentaire pour les roues arrière et en plaçant les moteurs sur le dessus. Bonne construction !
