3D natisnjeni RD oddajnik na osnovi Arduino: 25 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Ta projekt vam bo pokazal, kako sem se lotil načrtovanja in izdelave RC oddajnika na osnovi Arduina.

Moj cilj pri tem projektu je bil oblikovanje RC oddajnika za 3D tiskanje, ki bi ga lahko uporabil za nadzor drugih projektov Arduino. Želel sem, da je krmilnik čim bolj stalen, želel pa sem tudi možnost, da ga razstavim in preoblikujem njegove dele. Ta projekt je rezultat nekaj tednov trdega dela.

Zaloge

Za izdelavo tega krmilnika boste potrebovali:

• Analogna krmilna palica x2
• Analogni potenciometer x2
• 128x32 0,91 -palčni OLED zaslon x1
• Arduino Nano x1
• Modul NRF24L01 z anteno x1
• 3cm x 7cm perfboard x1
• BRC 18650 3,7 v Li-ionska baterija x2
• 2 -celično ohišje baterije 18650 x1
• AMS1117 3.3 regulator napetosti x1
• 3 -položajno stikalo x1
• 2 -položajno stikalo x2

Dodatni elementi:

• Večbarvna standardna 22 -žilna žica
• Večbarvna polnovredna žica s premerom 22
• Moški + ženski zatiči
• m3 vijaki in matice posode (različna dolžina)
• m2 vijaki in matice glave posode (različna dolžina)
• m2 odmikov (različna dolžina)

• Dostop do:

  • 3D tiskalnik
  • Spajkalnik

1. korak: 3D model

Začel sem z modeliranjem krmilnika v programski opremi za 3D modeliranje. Med oblikovanjem sem upošteval nekaj stvari:

• Moj 3D tiskalnik je razmeroma majhen, zato bi bilo treba po tiskanju del povezati. Da bi to rešil, sem po celotni zasnovi dodal luknje za pritrditev delov z vijaki m2.
• Želel sem enostavno preurediti dele na svojem dizajnu, ne da bi mi bilo treba ponovno tiskati, zato sem dodal enakomerno razporejene luknje, kjer bi se deli združili, da bi omogočili možnosti oblikovanja po tiskanju.
• Pri tej zasnovi sem se popolnoma izognil previsom, kar je povzročilo visokokakovostne odtise.

Ta model ne vsebuje vseh delov, ki sestavljajo oddajnik, vendar so vključeni vsi deli, potrebni za 3D tiskanje. Datoteko STEP za ta model lahko prenesete s spodnjim klikom.

*Vključil sem datoteko.stl za ohišje nrf24 za tiste, ki so imeli težave pri razdelitvi na tri ločene dele.

2. korak: 3D tiskanje

To je dokaj preprost korak. Ko so vsi deli natisnjeni, lahko začnete s pripravami na sestavljanje delov.

3. korak: Priprava na montažo: Žice

Da bi omogočili spremembe v zasnovi tega projekta, sem na en konec vseh žic spajkal moške zatiče.

4. korak: Priprava na montažo: OLED zaslon

Preden začnete z montažo, boste morali pripraviti nekaj elektronskih komponent. Najprej morate spajkati žice na vsakem od zatičev komponente. (V tem primeru je lažje uporabiti standardno žico, ker je bolj prilagodljiva in jo je zato lažje sestaviti.) Moj zaslon OLED je bil brez zatičev, zato sem žice spajkal neposredno na odklopno ploščo. Vendar pa ni pomembno vreme ali ne spajkate na glave pin.

5. korak: Priprava na montažo: Igralne palice

Naslednji korak je spajkanje žic na igralne palice. V tem primeru sem žice spajkal na zatiče iz več razlogov:

1. Če bi odstranili glave zatičev in jih spajkali v luknje, bi morali žice napeljati skozi vrhove lukenj, ker je 3D natisnjen nosilec neposredno pod odbojno ploščo krmilne palice.
2. Ker sem spajkal na zatiče pin, se žice spustijo naravnost navzdol in zgornja stran oddajnika postane bolj organizirana.

Na obeh igralnih palicah sem uporabil iste barve za iste vrste zatičev:

• Rdeča za VCC
• Črna za GND
• Modra za VRX
• Rumena za VRY
• Zelena za JZ

To je olajšalo povezavo žic z ustreznimi vrati na Arduinu.

Korak 6: Priprava na montažo: NRF24L01

Za modul NRF24L01 sem odstranil glave zatičev in jih spajkal neposredno v luknje, da sem imel prostor za ploščo. Še enkrat sem upošteval barve, ki sem jih uporabil za vsak pin za prihodnjo uporabo.

7. korak: Priprava na montažo: Potenciometri

Pri potenciometrih spajkajte žice na vsakega od treh vodnikov. Zunanja dva kabla sta ozemljena ali vcc zatiča (ni važno v katerem vrstnem redu), srednji kabel pa je izhod. Na obeh zunanjih vodih sem spajkala rdečo žico in črno žico ter belo žico na sredinski kabel za oba potenciometri.

8. korak: Priprava na montažo: Stikala

Vzemite stikalo s tremi položaji in spajkajte žico na vsako glavo zatiča. Za sredino sem uporabil črno, za zunanjost pa še dve drugi barvi, ki sem jih upošteval za prihodnjo uporabo.

Na dveh pozicijskih stikalih sta tri nožice. Uporabili boste le dva od teh. Črna žica gre na sredino, druga žica pa na eno od dveh zunanjih glav pin. Pomembno: To storite samo za eno stikalo.

Naslednje stikalo bo uporabljeno kot stikalo za vklop / izklop. Za zdaj le spajkajte žico na osrednji zatič tega stikala za vklop / izklop.

9. korak: Priprava na montažo: Ohišje baterije spajkajte na stikalo za vklop / izklop

Rdečo žico ohišja baterije spajkajte na enega od zunanjih zatičev stikala za vklop / izklop. Če še niste, spajkajte glavo zatiča na črno žico ohišja baterije.

10. korak: Priprava na montažo: Regulator napetosti AMS1117

Za ta korak potrebujete 3,3 -voltni regulator AMS1117. Tukaj imam enega, pritrjenega na odklopno ploščo, namenjeno za NRF24L01, zato bom pokazal, kako dokončati ta korak s tem delom. Če imate samo AMS1117 IC, obstaja veliko vadnic, ki vam lahko pomagajo pri ožičenju.

Prva stvar, ki sem jo naredil, je, da sem odstranil vse glave zatičev s plošče. Nato sem spajal rdečo in črno žico na ustrezne zatiče.

Nadaljeval sem z nestalnim oblikovanjem, vzel sem vrsto dveh ženskih pin zatičev in jih pritrdil na vrata VCC in GND, kjer bi sedel modul NRF24L01.

Ko to storite, lahko preidete na naslednji korak.

11. korak: Pripravite Perf Board: Arduino in Pin Headers

Zadnja stvar pred montažo je priprava plošče. Če želite to narediti, potrebujete Arduino Nano, žice s trdnim jedrom in ženske vtiče.

Prepričajte se, da ima vaš Arduino Nano glave zatičev in ga spajkajte na ploščo. Želite ga postaviti čim dlje na eno stran plošče, da pustite prostor za razširitve povezav, prav tako pa boste želeli pustiti vrstico na vsaki strani Arduina za spajkanje ženskih zatičev. Prepričajte se, da je priključek USB čim bližje robu plošče. Moja plošča 3 cm x 7 cm je 10 lukenj s 24 luknjami. To mi je pustilo dve vrstici na levi strani Arduina, eno vrstico na desni strani in približno devet lukenj za Arduinom.

Nato vzemite dve vrsti petnajstih ženskih zatičev in jih spajkajte poleg Arduina. Uporabil sem standardne glave za ženske, vendar sem si želel, da bi zato uporabil glave za zlaganje:

Kable na glavi zatičev boste morali povezati s vodili na Arduinu. Če ste uporabili standardne glave zatičev, bo treba vzpostaviti povezavo s spajkalnim mostom, kar je nekoliko dolgočasno in dolgotrajno. Če ste uporabili glave za vložke, lahko upognete vodi, da se dotaknete Arduino vodnikov, da boste veliko lažje opravili spajkanje

Kakor koli se odločite za to, morajo biti glave zatičev povezane z glavami zatičev Arduino.

12. korak: Pripravite Perf Board: Pin Extensions

Ko imate Arduino in pin -glave spajkane na ploščo, je naslednji korak razširitev 5v in ozemljitvenih zatičev, da se prilegajo vsem električnim komponentam.

Spajate dve vrsti 10 -polnih glav na plošči perf na nasprotnem koncu kot Arduino z eno vrstico prostora med njima.

Vzemite kos trdne žične žice in ga napeljite od 5V zatiča na Arduinu do ene vrste zatičev. Odstranite izolacijo, tako da je žica izpostavljena tam, kjer se dotika vodnikov na zatičih nožic. Spajkajte žico na mestu.

Naredite isto, razen z zatičem GND na Arduinu in drugo vrsto glav zatičev.

Ko to storite, je oddajnik pripravljen za sestavljanje.

13. korak: Montaža: palice pritrdite na podstavek

Za to nalogo boste potrebovali osem vijakov m4 in ustrezne matice skupaj z nekaj podložkami.

Matice vstavite v šesterokotne luknje na dnu 3D natisnjenega dela, prikazanega zgoraj.

Na vsak vijak potisnite eno podložko.

Štiri vijake m4 potisnite v štiri luknje na deski krmilne palice.

Potisnite 3D -tiskani del krmilne palice, da deluje kot odmik med odmično ploščo in nosilcem krmilne palice.

Krmilno palčko z vijaki potisnite na njeno mesto na dnu in med pritrditvijo vijakov držite matice v njihovih režah.

Ta korak ponovite za drugo krmilno palčko.

Korak 14: Montaža: Potenciometre in zaslon OLED pritrdite na stojalo potenciometra

Potenciometre potisnite na njihova mesta na stojalu potenciometra. Potenciometri, ki sem jih dobil z maticami, da jih zategnem, sem jih uporabil tukaj, da so potenciometri na mestu. Za privijanje matic znotraj vložka sem uporabil izvijač z ravno glavo.

Nato napeljite žice zaslona OLED skozi režo na levi strani omare potenciometra. Pokrov nad zaslonom privijte z nekaj m2 vijaki. Morda boste morali dodati nekaj podložk za namestitev izbokline zaslona.

Korak 15: Montaža: Nosilec potenciometra pritrdite na podstavek igralne palice

Vzemite stojalo potenciometra in ga z vijaki m2 pritrdite na podstavek krmilne palice, tako da so glave nožic krmilne palice obrnjene stran od stojala.

Korak 16: Montaža: Ohišje NRF24L01 pritrdite na stojalo potenciometra

Ohišje NRF24L01 je sestavljeno iz treh delov. Vzemite prvi del in napeljite žice samega modula skozi režo na zadnji strani. Sprednji del mora sedeti v reži, spajkalni spoji, ki štrlijo s hrbtne strani plošče, pa morajo ležati tudi v ustrezni reži.

Vzemite pokrov ohišja in poravnajte luknje tako, da bo ravna stran pokrova ravna ob ohišju. Potisnite dva m2 vijaka skozi luknje in namestite ta sklop skozi luknje na stojalu potenciometra. Če želite dokončati ta korak, poravnajte luknje na drugem pokrovčku z vijaki m2, tako da majhna parabolična izboklina na sprednji strani dela leži okrog valja cilindra modula NRF24L01. Zategnite ga z dvema maticama.

Korak 17: Montaža: Pritrdite ročaje na podlago

Vzemite oba ročaja in ju pritrdite na podlago z vijaki m2, kot je prikazano na zgornjih slikah.

18. korak: Sestavljanje: Ohišje baterije pritrdite na podlago

Pritrdite ohišje akumulatorja na nosilec akumulatorja z vijaki s premerom m3.

Pritrdite nosilec baterije na podnožje z vijaki m2, tako da se ohišje baterije odpira navzdol.

Korak 19: Montaža: Stikala pritrdite na ročaje

Za ta korak boste potrebovali vsa preklopna stikala. Začnite s tristopenjskim stikalom.

Odstranite pritrdilni element iz stikala in potisnite stikalo skozi šesterokotno luknjo na desnem ročaju. Ni ključno, kje se nahaja to stikalo.

Vzemite stikalo za dve poziciji z dvema žicama in ga potisnite skozi luknjo na levi strani ročaja in ga pritrdite na enak način kot prejšnje stikalo.

Izberite drugo luknjo na levem ročaju, da pritrdite zadnje stikalo za dve poziciji, ki bi moralo biti stikalo za vklop / izklop.

20. korak: Montaža: Montirajte sklop plošče Perf na podstavek za igralno palico

Za pritrditev nosilca perfboard na podnožje igralne palice uporabite m2 vijake in m2 stojala. Prepričajte se, da se reža na nosilcu plošče perf prilega modulu NRF24L01. Ponovno boste morali dodati nekaj podložk med nosilcem in podnožjem, da upoštevate izrastke glave vijaka (za to lahko uporabite tudi 3D tiskani odmik). Poskusite najprej potisniti daljše vijake m2 skozi cevi na nosilcu, ker tega ne boste mogli storiti, ko je nosilec pritrjen.

21. korak: Montaža: Ploščo Perf pritrdite na nosilec plošče Perf

Z vijaki m2 pritrdite nosilec perfboard na perfboard tako, da so glave Arduino in zatiči obrnjeni stran od nosilca. Dolžina vaših žic lahko vodi v smer, kamor kažejo vrata USB na Arduinu.

Korak: Arduino povezave

Izbira takšne zasnove oddajnika povzroči na videz neorganizirano spodnjo stran. Da bi bilo to videti manj obsežna naloga, sem se osredotočil na eno vrsto povezave naenkrat. Na primer, začel sem s povezovanjem vseh žic GND v razširjeno vrsto za GND na plošči perf. Tu so povezave:

Digitalni zatiči:

D4 - Joystick1 Sw

D5 - Joystick2 Sw

D6 - Zunanji zatič 2 -mestnega preklopnega stikala

D7 - Zunanji zatič 3 -mestnega preklopnega stikala

D8 - Drugi zunanji zatič 3 -mestnega preklopnega stikala

D9 - CE pin NRF24L01

D10 - CSN pin NRF24L01

D11 - MOSI pin NRF24L01

D12 - MISC zatič NRF24L01

D13 - SCK pin NRF24L01

*Opomba: Takrat bodo vaše žice prišle z barvno oznako. Ohišje NRF24L01 omejuje vaš pogled na imena pin. Ko barvate žice, lahko brez veliko truda ugotovite, kateri pin je, kar olajša povezavo žic z Arduinom.

Analogni zatiči:

A0 - Sredinski zatič potenciometra 1

A1 - Sredinski zatič potenciometra 2

A2 - Joystick2 VRX Pin

A3 - Joystick2 VRY Pin

A4 - pin OLED SDA (PODATKI)

A5 - OLED SCL (URA) Pin

A6 - Joystick1 VRY Pin

A7 - Joystick1 VRX Pin

Regulator napetosti (AMS1117):

Ozemljitveni zatič modula NRF24L01 priključite na ozemljitveni zatič na regulatorju napetosti. Priključite 3,3 -voltni zatič na NRF24L01 na regulator napetosti.

Glave podaljška ozemljitvenih zatičev (Vse te zatiče priključite na glave ozemljitvenih zatičev):

• Sredinski zatič na 2 -mestnem preklopnem stikalu
• Sredinski zatič na 3 -mestnem preklopnem stikalu
• Joystick1 GND Pin
• Igralna palica 2 GND Pin
• Potenciometer 1 desni zatič
• Potenciometer 2 desni zatič
• OLED GND Pin
• GND ohišja baterije
• GND Pin na regulatorju napetosti

Glave za podaljške pin 5v (vse te nožice priključite na glave zatičev VCC):

• Joystick1 5v pin
• Joystick2 5v pin
• Potenciometer 1 levi zatič
• Potenciometer 2 levi zatič
• OLED VCC pin
• VCC Pin na regulatorju napetosti

Druge povezave:

Zadnja komponenta za priključitev je stikalo za vklop / izklop. En vod stikala je treba priključiti na pozitivni priključek na ohišju baterije. Osrednji zatič bo priključen na pin VIN na Arduinu.

23. korak: Koda oddajnika

Zadnji korak do tega krmilnika je koda. Za to kodo bom naredil majhno razlago, če pa želite podrobnejšo razlago o tem, kako modul NRF24l01 deluje in se uporablja, obiščite to spletno mesto:

Brezžična komunikacija Arduino - Vadnica NRF24L01

#vključi

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define SCREEN_WIDTH 128 // širina zaslona OLED, v slikovnih pikah #define SCREEN_HEIGHT 32 // OLED višina zaslona, v slikovnih pikah zaslon Adafruit_SSD1306 (SCREEN_WIDH, SCREEN_WIDH, SCREEN_WIDH, SCREEN_WIDH, SCREEN_WIDH, SCREEN_WIDH, SCREEN_WIDH, WIDE,, -1); Radio RF24 (9, 10); naslov bajta const [6] = "00001"; int podatki [11]; const int onevrx = 7; // spremenljivka za VRX na krmilni palici 1 const int onevry = 6; // spremenljivka za VRY na krmilni palici 1 const int twovrx = 2; // spremenljivka za VRX na krmilni palici 2 const int twovry = 3; // spremenljivka za VRY na igralni palici 2 const int pot0Pin = 0; // spremenljivka za pot 1 const int pot1Pin = 1; // spremenljivka za pot 2 const int ASwitch = 6; // spremenljivka za preklopno stikalo za dve poziciji const int BSwitch1 = 8; // spremenljivka za položaj enega od treh pozicijskih preklopnih stikal const int BSwitch2 = 7; // spremenljivka za položaj tri od treh pozicijskih preklopnih stikal const int CButton = 2; // spremenljivka za izbirni gumb 1 const int DButton = 3; // spremenljivka za izbirni gumb 2 int oneX; int oneY; int twoX; int twoY; int pot0; int pot1; void setup () {Serial.begin (9600); radio.begin (); radio.openWritingPipe (naslov); radio.setPALevel (RF24_PA_MIN); radio.stopListening (); pinMode (ASwitch, INPUT_PULLUP); // nastavimo APin na izhodni način pinMode (BSwitch1, INPUT_PULLUP); // nastavimo BPin na izhodni način pinMode (BSwitch2, INPUT_PULLUP); // nastavimo CPin na izhodni način pinMode (CButton, INPUT_PULLUP); // nastavimo DPin na izhodni način pinMode (DButton, INPUT_PULLUP); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); zamuda (1000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (.25); display.setTextColor (BELO); display.setCursor (0, 0); display.print ("Vklop"); display.display (); zamuda (10); } void loop () {oneX = analogRead (onevrx); oneY = analogno branje (onevry); twoX = analogRead (twovrx); twoY = analogRead (twovry); pot0 = analogRead (pot0Pin); pot1 = analogRead (pot1Pin); podatki [0] = oneX; podatki [1] = enY; podatki [2] = dvakrat; podatki [3] = dvaY; podatki [4] = pot0; podatki [5] = pot1; podatki [6] = digitalno branje (ASwitch); podatki [7] = digitalno branje (BSwitch1); podatki [8] = digitalno branje (BSwitch2); podatki [9] = digitalno branje (CButton); podatki [10] = digitalno branje (DButton); radio.write (& podatki, velikost (podatki)); // pošiljanje podatkov sprejemniku zakasnitev (100); display.clearDisplay (); display.setTextSize (.25); display.setTextColor (BELO); display.setCursor (5, 5); display.println (podatki [4]); display.print ("Pridobitev moči"); // dodamo vse dodatne informacije, ki bi jih radi prikazali na OLED tukaj display.display (); }

Korak: Koda sprejemnika

#vključi

#include #include RF24 radio (9, 10); // cns, ce // definiramo objekt za nadzor NRF24L01 const bajt naslov [6] = "00001"; // določimo komunikacijski naslov, ki bi moral ustrezati oddajnim int podatkom [11] = {512, 512, 512, 512, 512, 512, 0, 0, 0, 0, 0}; // definiramo polje, ki se uporablja za shranjevanje komunikacijskih podatkov void setup () {radio.begin (); radio.openReadingPipe (0, naslov); radio.setPALevel (RF24_PA_MIN); radio.startListening (); // nastavljeno kot sprejemnik Serial.begin (9600); } void loop () {if (radio.available ()) {radio.read (& data, sizeof (data)); // tiskanje nekaj podatkovnih točk iz krmilnika na serijski monitor Serial.print (podatki [0]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (podatki [1]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (podatki [2]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (podatki [3]); Serial.println (""); } // Še enkrat, to je samo primer osnovne kode za sprejemniški modul.

Korak 25: Zaključek

S tem krmilnikom lahko nadzirate skoraj vsak projekt Arduino, njegova zasnova pa omogoča še več sprememb. Morda se boste odločili, da želite dva dodatna potenciometra namesto zaslona OLED (če želite datoteko STEP iz stojala s 4 potenciometri, vam jo lahko pošljem. Samo vpišite komentar z zahtevo). Ali pa želite oblikovanju dodati nekaj gumbov. V celoti je odvisno od vas.

Če imate kakršna koli vprašanja, pripombe ali pomisleke, ne oklevajte in vprašajte.

Hvala, ker ste si vzeli čas za branje teh 24 korakov. Upam, da ste se lahko kaj naučili ali dobili nekaj novih idej o tem, kaj je mogoče doseči s 3D tiskalnikom in Arduinom.

Podprvak na tekmovanju Arduino 2020