Carro de brinquedo elétrico movido a RC: 10 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Por: Peter Tran 10ELT1

Este tutorial detalha a teoria, o projeto, a fabricação e o processo de teste para um carrinho de brinquedo elétrico acionado por Controle Remoto (RC) usando os chips HT12E / D IC. Os tutoriais detalham os três estágios do design do carro:

1. Cabo amarrado
2. Controle infravermelho
3. Controle de radiofrequência

Uma seção de solução de problemas também está disponível para resolver problemas comuns que podem surgir.

Suprimentos

Kit Base para Carro

1x Kit de Robô Seguidor de Linha (LK12070)

Fase de cabo amarrado

• 1x Prototyping Breadboard
• Cabos de jumper de tábua de pão
• Chip HT12E IC (com soquete)
• Chip HT12E IC (com soquete)
• 1x 1MΩ Resistor
• 4x interruptor de botão momentâneo
• 1x resistor 47kΩ
• 4x LED
• Fonte de energia

Fase de transmissão infravermelha

• 1x transmissor infravermelho (ICSK054A)
• 1x receptor infravermelho (ICSK054A)

Fase de Transmissão de Rádio

• 1x transmissor RC 433 MHz
• 1x receptor 433MHZ RC

Integração no kit básico para carro

• 2x placa de protótipo PCB
• 1x driver de motor L298N

Etapa 1: Compreendendo o chip HT12E / D IC

Os chips HT12E e HT12E IC são usados juntos para aplicações de sistema de controle remoto, para transmitir e receber dados via rádio. Eles são capazes de codificar 12 bits de informação, que consiste em 8 bits de endereço e 4 bits de dados. Cada endereço e entrada de dados é externamente programável ou alimentado por meio de interruptores.

Para uma operação adequada, um par de chips HT12E / D com o mesmo endereço / formato de dados deve ser usado. O decodificador recebe o endereço serial e os dados, transmitidos por uma portadora usando um meio de transmissão de RF e dá saída aos pinos de saída após o processamento dos dados.

Descrição da configuração do pino HT12E

Pinos 1-8: Pinos de endereço para configurar os 8 bits de endereço, permitindo 256 combinações diferentes.

Pino 9: pino de aterramento

Pinos 10-13: Pinos de dados para configurar os 4 bits de dados

Pino 14: Pino de habilitação de transmissão, atua como uma chave para permitir a transmissão de dados

Pino 15-16: Osciloscópio OUT / IN respectivamente, requer 1M ohm resistor

Pino 17: Pino de saída de dados de onde as informações de 12 bits saem

Pino 18: Pino de entrada de energia

Descrição da configuração do pino HT12D

Pinos 1-8: pinos de endereço, precisam corresponder à configuração do HT12E

Pino 9: pino de aterramento

Pinos 10-13: Pinos de dados

Pino 14: Pino de entrada de dados

Pinos 15-16: Osciloscópio IN / OUT respectivamente, requer resistor de 47k ohm

Pino 17: Pino de transmissão válido, atua como indicador para quando os dados estão sendo recebidos

Pino 18: Pino de entrada de energia

Por que o codificador HT12E é usado?

O HT12E é amplamente utilizado em sistemas de controle remoto, devido à sua confiabilidade, disponibilidade e facilidade de uso. Muitos smartphones agora se comunicam pela Internet, mas a maioria dos smartphones ainda apresenta um HT12E para evitar o congestionamento da Internet. Embora o HT12E use o endereço para transmitir com os dados transmitidos, com 256 combinações possíveis de 8 bits, sua segurança ainda é muito limitada. À medida que um sinal é transmitido, é impossível rastrear o transmissor, tornando o endereço do sinal potencialmente adivinhado por qualquer pessoa. Essa limitação de endereço torna o uso do HT12E adequado apenas em distâncias mais curtas. A uma distância mais curta, o emissor e o receptor podem ver um ao outro, como o controle remoto da TV, o Home Security, etc. Em produtos comerciais, alguns controles remotos podem substituir outros como um 'controle remoto universal'. Por serem projetados para uma distância mais curta, muitos dispositivos têm a mesma entrada de endereço para simplificar.

Etapa 2: construir o kit básico para carro

O kit básico para carro para este projeto é de um kit de robô de seguimento de linha. As etapas de construção e fabricação podem ser encontradas no seguinte link:

O Base Car Kit será eventualmente convertido para se tornar um carro controlado por RC, usando os chips HT12E / D IC.

Etapa 3: Fase de cabo amarrado

1. Use uma placa de ensaio de prototipagem e cabos de jumper de prototipagem.
2. Siga o diagrama esquemático acima para montar e conectar os componentes à placa de ensaio. Observe, a única conexão entre os dois ICs é o pino 17 no HT12E ao pino 14 no HT12D.
3. Teste o design garantindo que os LEDs conectados ao HT12D acendam quando seu respectivo botão no HT12E é pressionado. Consulte a seção Solução de problemas para obter ajuda com problemas comuns.

Vantagens de uma configuração de cabo amarrado

1. Confiável e estável devido a nenhum risco de objetos externos como interferência
2. Relativamente barato
3. Simples e direto de configurar e solucionar problemas
4. Não suscetível a inferência por outras fontes externas

Desvantagens da configuração de um cabo amarrado

1. Impraticável para transmissão de dados de longa distância
2. O custo se torna significativamente mais alto com uma transmissão de longo alcance
3. Difícil de realocar ou reposicionar em locais diferentes
4. O operador deve permanecer próximo ao transmissor e ao receptor
5. Flexibilidade e mobilidade de uso reduzidas

Etapa 4: Fase de transmissão infravermelha

1. Desconecte o cabo direto do pino 17 do HT12E, conecte o pino de saída de um transmissor infravermelho e conecte o transmissor à alimentação.
2. Desconecte o cabo direto do pino 14 do HT12 D, conecte o pino de entrada de um receptor infravermelho e conecte o receptor à energia.
3. Teste o design garantindo que os LEDs conectados ao HT12D acendam quando seu respectivo botão no HT12E é pressionado. Consulte a seção Solução de problemas para obter ajuda com problemas comuns.

Vantagens de uma configuração de transmissão infravermelha

1. Proteja para curtas distâncias devido ao requisito de transmissão de linha de visão
2. O sensor infravermelho não corrói ou oxida com o tempo
3. Pode ser operado remotamente
4. Maior flexibilidade de uso
5. Maior mobilidade de uso

Desvantagens de uma configuração de transmissão infravermelha

1. Não pode penetrar em objetos duros / sólidos, como paredes ou mesmo nevoeiro
2. Infravermelho em alta potência pode ser prejudicial aos olhos
3. Menos eficaz do que a configuração de fio tethered direto
4. Requer o uso específico de frequência para evitar interferência de uma fonte externa
5. Requer fonte de alimentação externa para operar o transmissor

Etapa 5: Fase de transmissão de rádio

1. Desconecte o transmissor infravermelho da alimentação e do pino 17 do HT12E, conecte o pino de saída do transmissor de rádio 433MHz. Além disso, conecte o transmissor ao aterramento e à alimentação.
2. Desconecte o receptor infravermelho da alimentação e do pino 14 do HT12D, conecte os pinos de dados do receptor de rádio 433MHz. Além disso, conecte o receptor ao aterramento e à alimentação.
3. Teste o design garantindo que os LEDs conectados ao HT12D acendam quando seu respectivo botão no HT12E é pressionado. Consulte a seção Solução de problemas para obter ajuda com problemas comuns.

Vantagens de uma configuração de transmissão de rádio

1. Não requer linha de visão entre o transmissor e o receptor
2. Não suscetível à interferência de fontes de luz brilhante
3. fácil e simples de usar
4. Pode ser operado remotamente
5. Aumenta a flexibilidade

Desvantagens de uma configuração de transmissão de rádio

1. Pode ser suscetível a crossover de usuários próximos de outros sistemas de transmissão de rádio
2. Número finito de frequências
3. Possível interferência de outras emissoras de rádio, por exemplo: estações de rádio, serviços de emergência, motoristas de caminhão

Etapa 6: Protótipo do Transmissor de Rádio

1. Transfira os componentes do transmissor de rádio da placa de ensaio de prototipagem para um PCB de prototipagem.
2. Solde os componentes, com referência ao diagrama da etapa três.
3. Use fios de estanho sólidos para conectar o circuito, usando fios revestidos onde ocorrem sobreposições para evitar curto-circuito.

Etapa 7: Protótipo do receptor de rádio

1. Transfira os componentes para o receptor de rádio da placa de ensaio de prototipagem para um PCB de prototipagem.
2. Solde os componentes, com referência ao diagrama da etapa três.
3. Use fios de estanho sólidos para conectar o circuito, usando fios revestidos onde ocorrem sobreposições para evitar curto-circuito.

Etapa 8: Driver de motor de protótipo

1. Solde os soquetes machos nas portas: IN1-4 e Motores A-B, para permitir ajustes fáceis durante o teste, conforme o diagrama acima.
2. Solde um soquete fêmea para os terminais negativo e positivo, conforme o diagrama acima.

O que é um driver de motor? Um controlador de motor atua como um intermediário entre os chips IC, baterias e motores do carro. É necessário ter um porque o chip HT12E normalmente só consegue cerca de 0,1 Amps de corrente para o motor, enquanto o motor requer vários amperes para operar com êxito.

Etapa 9: Integração com o kit básico para carro

As etapas a seguir são para converter o kit básico para carro em um carro RC funcional.

1. Desconecte a bateria do carro do circuito.
2. Solde os cabos de jumper de protótipo para cada conexão do motor e conecte-os ao driver do motor de acordo com o diagrama na etapa oito.
3. Solde o cabo de alimentação para o receptor de rádio e o driver do motor na bateria agora desconectada.
4. Conecte os pinos de saída do HT12D (pinos 10-13) aos conectores relevantes no acionador do motor conforme o diagrama na etapa oito.
5. Ligue o transmissor de rádio usando uma bateria USB portátil.

Etapa 10: Teste e solução de problemas

Testando

1. Após cada fase de construção, a entrada no HT12E deve provocar uma resposta (ou seja, os LEDs acendem ou os motores giram) do HT12D.

2. Para controlar o carro usando o controlador do transmissor de rádio:

   • Dirija para frente: segure o motor esquerdo e direito para frente
   • Dirija para trás: segure o motor esquerdo e direito para trás
   • Vire à esquerda: segure o motor direito para frente e o motor esquerdo para trás
   • Vire à direita: segure o motor esquerdo para frente e o motor direito para trás

3. As características de desempenho específicas que podem ser testadas são:

   • Velocidade
   • Alcance (do transmissor / receptor de rádio)
   • Tempo de resposta
   • Confiabilidade
   • Agilidade
   • Endurance (duração da bateria)
   • Capacidade de operar em vários tipos / condições de terreno e superfície
   • Limites de temperatura operacional
   • Limite de carga
4. Caso nenhuma resposta ou resposta incorreta ocorra, siga o guia de solução de problemas abaixo:

Solução de problemas

1. Os motores giram na direção oposta ao que se pretendia
   • Ajuste a ordem em que os cabos de jumper do protótipo são conectados ao driver do motor (todos os pinos podem ser trocados)
   • O circuito está em curto-circuito: verifique as juntas de solda e as conexões do cabo de ligação

2. Motores / circuitos não ligam

   • O circuito pode não ter tensão / corrente suficiente para ligar
   • Verifique se há uma conexão ausente (incluindo energia)

3. A luz de transmissão habilitada não está funcionando

   • Os LEDs são polarizados, certifique-se de que está na orientação correta
   • O LED pode ter queimado devido a corrente / tensão muito alta
   • Os circuitos não estão realmente recebendo sinais, verifique as conexões novamente

4. O transmissor / receptor de rádio não é forte o suficiente

   • Verifique se outras pessoas também estão usando os transmissores / receptores de rádio
   • Adicione uma antena adicional (pode ser um fio) para aumentar a conexão
   • Aponte o transmissor / receptor na direção geral um do outro, eles podem ser de baixa qualidade