आरसी फोर व्हील ग्राउंड रोवर: 11 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:24

यह एक "पहियों पर पत्थर का खंभा" है (स्टेनली कुब्रिक के लिए धन्यवाद: डी)

जब से मैंने इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ छेड़छाड़ करना शुरू किया है, तब से रिमोट नियंत्रित ग्राउंड रोवर का निर्माण करना मेरा एक सपना था, क्योंकि वायरलेस चीजें हमेशा मुझे आकर्षित करती हैं। मेरे पास अपने कॉलेज प्रोजेक्ट के लिए एक बनाने के लिए पर्याप्त समय और पैसा नहीं था। इसलिए मैंने अपने अंतिम वर्ष के प्रोजेक्ट के लिए चार पहिया रोवर बनाया। इस निर्देशयोग्य में मैं समझाता हूँ कि कैसे मैंने रोवर को खरोंच से बनाने और रेडियो नियंत्रक बनाने के लिए एक पुराने एम्पलीफायर के बाड़े का उपयोग किया।

यह चार पहिया ग्राउंड रोवर है, जिसमें चार अलग-अलग ड्राइविंग मोटर हैं। मोटर चालक सर्किट L298N के आसपास आधारित है, और RF नियंत्रण Holtek सेमीकंडक्टर से HT12E और HT12D जोड़ी पर आधारित है। यह Arduino या किसी अन्य माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग नहीं करता है। मैंने जो संस्करण बनाया है वह वायरलेस ऑपरेशन के लिए सस्ते 433 मेगाहर्ट्ज आईएसएम बैंड एएसके ट्रांसमीटर और रिसीवर जोड़ी का उपयोग करता है। रोवर को चार पुश बटन द्वारा नियंत्रित किया जाता है और उपयोग की जाने वाली ड्राइविंग विधि डिफरेंशियल ड्राइव है। नियंत्रक की खुली जगह में लगभग 100 मीटर की सीमा होती है। चलो अब निर्माण शुरू करते हैं।

(सभी चित्र उच्च रिज़ॉल्यूशन में हैं। उच्च रिज़ॉल्यूशन के लिए उन्हें नए टैब में खोलें।)

चरण 1: आवश्यक भाग और उपकरण

• ४ x १० सेमी x ४ सेमी पहियों के साथ ६ मिमी छेद (या वे जो आपके पास मौजूद मोटर्स के अनुकूल हैं)
• 6 मिमी शाफ्ट के साथ 4 x 12V, 300 या 500 RPM गियर वाली मोटरें
• उपयुक्त आकार का 1 x धातु का बाड़ा (मैंने एक पुराने धातु के मामले का पुन: उपयोग किया)
• 4 एक्स एल आकार का मोटर क्लैंप
• 2 x 6V 5Ah, लेड-एसिड बैटरी
• 1 एक्स 9वी बैटरी
• 1 x L298N मोटर चालक बोर्ड या नंगे IC
• 1 एक्स 433 मेगाहर्ट्ज ट्रांसमीटर
• 2 x 433 मेगाहर्ट्ज रिसीवर (संगत)
• 4 x 12 मिमी पुश बटन
• 1 एक्स डीसी बैरल जैक
• 1 एक्स एचटी12ई
• 1 एक्स एचटी12डी
• 1 एक्स सीडी 4077 क्वाड एक्सएनओआर गेट आईसी
• 1 एक्स सीडी4069 क्वाड नॉट गेट आईसी
• 4 x 100uF इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर
• 7 x 100nF सिरेमिक कैपेसिटर
• 4 x 470R प्रतिरोधी
• 1 एक्स 51 के प्रतिरोधी (महत्वपूर्ण)
• 1 एक्स 680 आर प्रतिरोधी
• 1 x 1M रेजिसिटर (महत्वपूर्ण)
• 1 x 7805 या LM2940 (5V)
• 1 एक्स 7809
• 3 x 2pin स्क्रू टर्मिनल
• 1 एक्स एसपीडीटी घुमाव स्विच
• 1 एक्स मैट ब्लैक पेंट
• एल ई डी, तार, सामान्य पीसीबी, आईसी सॉकेट, स्विच, ड्रिलर, डरमेल, रेत के कागजात, और अन्य उपकरण

मोटर, पहिए, क्लैंप आदि जैसे भागों को आपकी आवश्यकताओं के अनुसार चुना जा सकता है।

चरण 2: मोटर चालक योजनाबद्ध

HT12D एक 12-बिट डिकोडर है जो एक सीरियल इनपुट-समानांतर आउटपुट डिकोडर है। HT12D का इनपुट पिन एक रिसीवर से जुड़ा होगा जिसमें एक सीरियल आउटपुट होगा। 12-बिट्स में से, 8 बिट्स एड्रेस बिट्स हैं और HT12D इनपुट को डिकोड करेगा यदि केवल आने वाला डेटा इसके वर्तमान पते से मेल खाता हो। यह उपयोगी है यदि आप एक ही आवृत्ति में कई उपकरणों को संचालित करना चाहते हैं। पता मान सेट करने के लिए आप 8 पिन डीआईपीस्विच का उपयोग कर सकते हैं। लेकिन मैंने उन्हें सीधे GND में मिला दिया, जो 00000000 का पता देता है। HT12D यहां 5V पर संचालित होता है और Rosc मान 51 KΩ है। रोकनेवाला का मान महत्वपूर्ण है क्योंकि इसे बदलने से डिकोडिंग में समस्या हो सकती है।

433 मेगाहर्ट्ज रिसीवर का आउटपुट HT12D के इनपुट से जुड़ा है, और चार आउटपुट L298 2A डुअल एच-ब्रिज ड्राइवर से जुड़े हैं। उचित ऊष्मा अपव्यय के लिए चालक को हीट सिंक की आवश्यकता होती है क्योंकि यह बहुत गर्म हो सकता है।

जब मैं रिमोट पर बायाँ बटन दबाता हूँ, तो मैं चाहता हूँ कि M1 और M2 M3 और M4 के विपरीत दिशा में चलें और राइट ऑपरेशन के लिए इसके विपरीत। फॉरवर्ड ऑपरेशन के लिए सभी मोटरों को एक ही दिशा में चलाना होगा। इसे डिफरेंशियल ड्राइव कहा जाता है और इसका इस्तेमाल युद्धक टैंकों में किया जाता है। इसलिए हमें केवल एक पिन को नियंत्रित करने के लिए नहीं बल्कि एक ही समय में चार पिन की आवश्यकता है। यह एसपीएसटी पुश बटनों द्वारा प्राप्त नहीं किया जा सकता है जो मुझे मिला है, जब तक कि आपके पास कुछ एसपीडीटी स्विच या जॉयस्टिक न हो। इसे आप ऊपर दिखाए गए लॉजिक टेबल को देखकर समझ जाएंगे। अगले चरण में ट्रांसमीटर के अंत में आवश्यक तर्क प्राप्त किया जाता है।

संपूर्ण सेटअप श्रृंखला विन्यास में दो 6V, 5Ah लीड-एसिड बैटरी द्वारा संचालित है। इस तरह हमारे पास बैटरियों को चेसिस के अंदर रखने के लिए पर्याप्त जगह होगी। लेकिन यह बेहतर होगा यदि आप 12V की रेंज में Li-Po बैटरी पा सकते हैं। पीबी-एसिड बैटरी को बाहरी चार्जर से जोड़ने के लिए डीसी बैरल जैक का उपयोग किया जाता है। HT12D के लिए 5V 7805 रेगुलेटर का उपयोग करके जेनरेट किया जाता है।

चरण 3: मोटर चालक का निर्माण

मैंने सभी घटकों को टांका लगाने के लिए एक परफ़ॉर्मर का उपयोग किया। पहले घटकों को इस तरह से रखें कि कई जंपर्स का उपयोग किए बिना उन्हें मिलाप करना आसान हो। यह अनुभव की बात है। एक बार प्लेसमेंट संतोषजनक हो जाने पर, पैरों को मिलाप करें और अतिरिक्त भागों को काट लें। अब रूटिंग का समय आ गया है। आपने कई पीसीबी डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर पर ऑटो-राउटर सुविधा का उपयोग किया होगा। आप यहां राउटर हैं। जंपर्स के न्यूनतम उपयोग के साथ सर्वोत्तम रूटिंग के लिए अपने तर्क का उपयोग करें।

मैंने सीधे टांका लगाने के बजाय RF रिसीवर के लिए एक IC सॉकेट का उपयोग किया, क्योंकि मैं इसे बाद में पुन: उपयोग कर सकता हूं। पूरा बोर्ड मॉड्यूलर है ताकि बाद में जरूरत पड़ने पर मैं उन्हें आसानी से अलग कर सकूं। मॉड्यूलर होना मेरी रुचियों में से एक है।

चरण 4: आरएफ रिमोट कंट्रोलर योजनाबद्ध

यह रोवर के लिए 4 चैनल आरएफ रिमोट कंट्रोलर है। रिमोट कंट्रोलर HT12E और HT12D पर आधारित है, Holtek सेमीकंडक्टर से 2^12 श्रृंखला एनकोडर-डिकोडर जोड़ी। आरएफ संचार 433 मेगाहर्ट्ज एएसके ट्रांसमीटर-रिसीवर जोड़ी द्वारा संभव बनाया गया है।

HT12E एक 12-बिट एन्कोडर है और मूल रूप से एक समानांतर इनपुट-सीरियल आउटपुट एन्कोडर है। 12 बिट्स में से 8-बिट एड्रेस बिट्स हैं जिनका उपयोग कई रिसीवर्स को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है। पिन A0-A7 एड्रेस इनपुट पिन हैं। 5V संचालन के लिए थरथरानवाला आवृत्ति 3 KHz होनी चाहिए। तब 5V के लिए Rosc का मान 1.1 MΩ होगा। हम 9वी बैटरी पर मुकदमा कर रहे हैं, और इसलिए Rosc मान 1 MΩ है। एक विशिष्ट वोल्टेज रेंज के लिए उपयोग किए जाने वाले सटीक थरथरानवाला आवृत्ति और रोकनेवाला निर्धारित करने के लिए डेटाशीट का संदर्भ लें। AD0-AD3 नियंत्रण बिट इनपुट हैं। ये इनपुट HT12D डिकोडर के D0-D3 आउटपुट को नियंत्रित करेंगे। आप HT12E के आउटपुट को किसी भी ट्रांसमीटर मॉड्यूल से कनेक्ट कर सकते हैं जो सीरियल डेटा स्वीकार करता है। इस मामले में, हम आउटपुट को 433 मेगाहर्ट्ज ट्रांसमीटर के इनपुट पिन से जोड़ते हैं।

हमारे पास दूर से नियंत्रित करने के लिए चार मोटर हैं, जिनमें से प्रत्येक दो डिफरेंशियल ड्राइव के लिए समानांतर रूप से जुड़े हुए हैं जैसा कि पिछले ब्लॉक आरेख में देखा गया है। मैं चार एसपीएसटी पुश-बटन के साथ अंतर ड्राइव के लिए मोटर्स को नियंत्रित करना चाहता था जो आमतौर पर उपलब्ध होते हैं। लेकिन एक समस्या है। हम केवल SPST पुश-बटन के साथ HT12E एन्कोडर के एकाधिक चैनलों को नियंत्रित (या सक्षम) नहीं कर सकते हैं। यह वह जगह है जहाँ तर्क द्वार काम में आते हैं। एक 4069 CMOS NOR और एक 4077 NAND लॉजिक ड्राइवर बनाते हैं। पुश-बटन के प्रत्येक प्रेस के लिए, तर्क संयोजन एन्कोडर के एकाधिक इनपुट पिन पर आवश्यक सिग्नल उत्पन्न करता है (यह प्रयोग द्वारा डिवाइस किए गए किसी चीज़ के बजाय, "लाइटबल्ब!" की तरह एक सहज समाधान था)। इन लॉजिक गेट्स का आउटपुट HT12E के इनपुट से जुड़ा होता है और ट्रांसमीटर के माध्यम से क्रमिक रूप से भेजा जाता है। सिग्नल प्राप्त करने पर, HT12D सिग्नल को डिकोड करेगा और आउटपुट पिन को तदनुसार खींचेगा जो तब L298N और मोटर्स को चलाएगा।

चरण 5: आरएफ रिमोट कंट्रोलर का निर्माण

मैंने रिमोट कंट्रोलर के लिए दो अलग-अलग परफ़ॉर्मर टुकड़े इस्तेमाल किए; एक बटन के लिए और दूसरा लॉजिक सर्किट के लिए। सभी बोर्ड पूरी तरह से मॉड्यूलर हैं और इसलिए बिना किसी डीसोल्डरिंग के अलग किए जा सकते हैं। ट्रांसमीटर मॉड्यूल का एंटीना पिन एक पुराने रेडियो के रूप में बचाए गए बाहरी टेलीस्कोपिक एंटीना से जुड़ा होता है। लेकिन आप इसके लिए सिंगल पीस वायर का इस्तेमाल कर सकते हैं। रिमोट कंट्रोलर सीधे 9वी बैटरी का उपयोग करता है।

सब कुछ एक छोटे से प्लास्टिक के डिब्बे में भर गया था जो मुझे जंक बॉक्स में मिला था। रिमोट कंट्रोलर बनाने का सबसे अच्छा तरीका नहीं है, लेकिन यह उद्देश्य को पूरा करता है।

चरण 6: रिमोट कंट्रोलर को पेंट करना

सब कुछ पुश-बटन, डीपीडीटी स्विच, इंडिकेटर एलईडी पर बिजली और एंटीना उजागर के साथ अंदर पैक किया गया था। मैंने ट्रांसमीटर के पास कुछ छेद ड्रिल किए क्योंकि मैंने पाया कि यह लंबे समय तक ऑपरेशन के बाद थोड़ा गर्म हो जाता है। तो छेद कुछ वायु प्रवाह प्रदान करेंगे।

छोटे चार छेदों के बजाय शीर्ष पर बड़े आयताकार छेद को काटना एक गलती थी। मैं शायद कुछ और सोच रहा था। मैंने फिनिश के लिए मैटेलिक सिल्वर पेंट का इस्तेमाल किया।

चरण 7: चेसिस का निर्माण

मैंने रोवर के चेसिस के रूप में एक पुराने एम्पलीफायर धातु के बाड़े का इस्तेमाल किया। इसके नीचे छेद थे, और उनमें से कुछ को एक ड्रिलर के साथ चौड़ा करना था, जिससे मोटर क्लैंप को ठीक करना आसान हो गया। आपको कुछ ऐसा ही खोजना होगा या शीट मेटल का उपयोग करके एक बनाना होगा। समकोण मोटर क्लैम्प्स (या L क्लैम्प्स) में प्रत्येक में छह स्क्रू होल होते हैं। पूरा सेटअप उतना मजबूत नहीं था क्योंकि शीट की मोटाई छोटी थी, लेकिन बैटरी और सभी के सभी भार को धारण करने के लिए पर्याप्त थी। डीसी गियर वाली मोटरों के साथ दिए गए नट्स का उपयोग करके मोटर्स को क्लैंप से जोड़ा जा सकता है। मोटर शाफ्ट में पहियों को जोड़ने के लिए थ्रेडेड होल होता है।

मैंने प्लास्टिक गियर बॉक्स के साथ 300 आरपीएम डीसी गियर वाली मोटरों का इस्तेमाल किया। जॉनसन गियर वाली मोटरों की तुलना में प्लास्टिक गियरबॉक्स (गियर अभी भी धातु हैं) मोटर्स सस्ते हैं। लेकिन वे जल्दी खराब हो जाएंगे और उनमें उतना टॉर्क नहीं होगा। मेरा सुझाव है कि आप 500 या 600 आरपीएम के साथ जॉनसन गियर वाली मोटर का उपयोग करें। अच्छी गति के लिए 300 आरपीएम पर्याप्त नहीं है।

मोटर्स के अंदर संपर्क स्पार्क्स को कम करने के लिए प्रत्येक मोटर्स को 100 एनएफ सिरेमिक कैपेसिटर्स के साथ मिलाप किया जाना चाहिए। यह मोटर्स के बेहतर जीवन को सुनिश्चित करेगा।

चरण 8: चेसिस को पेंट करना

स्प्रे पेंट के डिब्बे से पेंटिंग करना आसान है। मैंने पूरी चेसिस के लिए मैट ब्लैक का इस्तेमाल किया। आपको धातु की बॉडी को सैंड पेपर से साफ करने और बेहतर फिनिश के लिए पेंट की पुरानी परतों को हटाने की जरूरत है। लंबी उम्र के लिए दो कोट लगाएं।

चरण 9: परीक्षण और परिष्करण

मैं यह देखने के लिए वास्तव में उत्साहित था कि पहली बार परीक्षण करने पर सब कुछ त्रुटिपूर्ण रूप से काम कर रहा था। मुझे लगता है कि पहली बार ऐसा कुछ हुआ था।

मैंने ड्राइवर बोर्ड को अंदर रखने के लिए टिफिन बॉक्स का इस्तेमाल किया। जैसा कि सब कुछ मॉड्यूलर है, कोडांतरण आसान है। आरएफ रिसीवर का एंटीना तार चेसिस के बाहर स्टील वायर एंटीना से जुड़ा था।

इकट्ठे होने पर सब कुछ बहुत अच्छा लग रहा था, जैसा कि मैंने उम्मीद की थी।

चरण 10: इसे क्रिया में देखें

ऊपर तब है जब मैंने रोवर का उपयोग किसी अन्य प्रोजेक्ट के लिए GPS + एक्सेलेरोमीटर मॉड्यूल ले जाने के लिए किया था। शीर्ष बोर्ड पर जीपीएस, एक्सेलेरोमीटर, आरएफ ट्रांसीवर और एक घर का बना Arduino है। नीचे मोटर चालक बोर्ड है। आप देख सकते हैं कि पीबी-एसिड बैटरी को वहां कैसे रखा गया। बीच में टिफिन बॉक्स होने के बावजूद वहां उनके लिए काफी जगह है।

वीडियो में रोवर को एक्शन में देखें। वीडियो थोड़ा अस्थिर है क्योंकि मैंने इसे अपने फोन से शूट किया है।

चरण 11: सुधार

जैसा कि मैं हमेशा कहता हूं, सुधार की गुंजाइश हमेशा रहती है। मैंने जो बनाया वह सिर्फ एक बुनियादी आरसी रोवर है। यह इतना शक्तिशाली नहीं है कि वजन उठा सके, बाधाओं को चकमा दे सके और तेज भी न हो। आरएफ नियंत्रक रेंज खुली जगह में लगभग 100 मीटर तक सीमित है। जब आप एक का निर्माण करते हैं तो आपको इन सभी नुकसानों को हल करने का प्रयास करना चाहिए; इसे केवल तब तक न दोहराएं, जब तक कि आप पुर्जों और उपकरणों की उपलब्धता तक सीमित न हों। यहां आपके लिए मेरे कुछ सुधार सुझाव दिए गए हैं।

• बेहतर स्पीड-टॉर्क बैलेंस के लिए 500 या 600 RPM के जॉनसन मेटल गियरबॉक्स मोटर्स का इस्तेमाल करें। वे वास्तव में शक्तिशाली हैं और 12V पर 12 किलोग्राम तक का टार्क उत्पन्न कर सकते हैं। लेकिन आपको उच्च धाराओं के लिए एक संगत मोटर चालक और बैटरी की आवश्यकता होगी।
• मोटर के PWM नियंत्रण के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करें। इस तरह आप रोवर की गति को नियंत्रित कर सकते हैं। रिमोट कंट्रोलर के अंत में गति नियंत्रण के लिए एक समर्पित स्विच की आवश्यकता होगी।
• ऑपरेटिंग रेंज को बढ़ाने के लिए एक बेहतर और शक्तिशाली रेडियो ट्रांसमीटर और रिसीवर जोड़ी का उपयोग करें।
• स्प्रिंग शॉक एब्जॉर्बर के साथ, संभवतः एल्यूमीनियम से बना एक मजबूत चेसिस।
• रोबोटिक हथियार, कैमरे और अन्य चीजों को जोड़ने के लिए एक घूमने वाला रोबोटिक प्लेटफॉर्म। चेसिस के शीर्ष पर एक सर्वो का उपयोग करके बनाया जा सकता है।

मेरी योजना एक 6 पहिया रोवर बनाने की है जिसमें ऊपर वर्णित सभी विशेषताएं हों, और इसे एक सामान्य प्रयोजन रोवर प्लेटफॉर्म के रूप में इस्तेमाल किया जाए। आशा है कि आपको यह प्रोजेक्ट पसंद आया होगा और कुछ सीखा होगा। पढ़ने के लिए धन्यवाद:)