Elektrický skateboard citlivý na tlak: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Tento pokyn bol vytvorený ako splnenie projektovej požiadavky Makecourse na University of South Florida (www.makecourse.com). Nasledujúci návod vysvetľuje postup zostavenia elektrického skateboardu, ktorý ako regulátor rýchlosti používa podložku citlivú na tlak. Podložka spolupracuje s doskou Arduino Uno, ako aj s elektromotorom a esc (elektronický regulátor otáčok).

V prílohe je video, ktoré dáva prehľad o celom projekte.

Krok 1: Zoznam dielov

Na zostavenie tejto dosky budete potrebovať nasledujúce položky.

1. Kompletný skateboard s palubou, nákladnými vozidlami, kolesami a ložiskami.

2. Doska mikroradiča Arduino. Použil som dosku Uno, ktorú nájdete tu.

3. Nepájivý obvod. Polovičná veľkosť je pre túto aplikáciu viac než dostačujúca.

4. Velostat, polovodivá fólia, ktorá bude použitá na prítlačnú podložku, ktorú je možné zakúpiť tu.

5. Bezkartáčový elektrický motor. V závislosti od svojho rozpočtu a preferencií rýchlosti môžete použiť rôzne kv motory. V mojej zostave som použil motor 280 kv, ktorý nájdete tu.

6. Elektronický regulátor rýchlosti (esc) pre rádiom riadené vozidlá. Uistite sa, že si kúpite esc s vyšším prúdovým zaťažením, ako vyžaduje motor. Išiel som s týmto ovládačom.

7. Batérie, použil som štyri 3s Li-po batérie, aby zodpovedali môjmu rozpočtu. Môžete použiť vami preferované typy batérií, pokiaľ sú kompatibilné s vašim esc a budú vydávať dostatok prúdu na napájanie vášho motora. Toto sú batérie, ktoré sa používajú v tejto zostave.

8. Konektory Male Bullet pre pripojenia batérie. Tu nájdete balíček, ktorý má konektory samec aj samica.

9. Ozubené kolesá/remenice hnacieho ústrojenstva. Moja konštrukcia používa 14 -zubový malý prevodový stupeň a 36 -zubový veľký prevodový stupeň. Súbory súčiastok Solidworks sú priložené nižšie.

10. Ozubený remeň.

11. Krabica na uloženie elektroniky. Môže to byť váš vlastný návrh alebo tento prípad môžete pomerne ľahko upraviť.

Krok 2: Montáž tlakového senzora Velostat

Velostat je elektricky vodivý materiál, ktorý sa predáva ako obalový materiál. Má jedinečnú vlastnosť, vďaka ktorej je použiteľný ako snímač tlaku, ktorý sa líši v elektrickom odpore v závislosti od tlaku, ktorý je naň vyvíjaný. Aby ste mohli využívať túto vlastnosť, musíte ňou prejsť elektrický prúd.

Na začiatku montáže senzora budete musieť odrezať kus svojho velostatu na vami zvolenú veľkosť a tvar. Majte na pamäti, že toto bude umiestnené na skateboarde, kde sedí predná noha, takže svoju veľkosť založte na doske, ktorú používate.

Odrežte dva kusy vodivej fólie na veľkosť o niečo menšiu ako je velostat. Domáca hliníková fólia s prácou na to.

Ďalej budete musieť odrezať a odizolovať vedenie senzora. Na konci dvoch drôtov odizolujte pomocou 18-20 meracieho drôtu asi dva až tri palce izolácie.

Pripojte každý drôt k jednému z vašich fóliových listov a potom položte každý list na protiľahlé strany podložky Velostat.

Teraz máte zmontovaný kompletný snímač tlaku.

Krok 3: Zapojenie obvodu Arduino

Akonáhle je váš snímač tlaku zostavený, budete ho musieť pripojiť k doske Arduino Uno. Pozrite sa na fotografiu vyššie ako schému zapojenia.

Spájkujte vodiče zo snímača na prepojovacie vodiče pre Arduino. Tieto budú použité ako vaše pozitívne a negatívne kontakty.

Pripojte 5V výstup na analógovej strane Arduina k kladnému prúžku na doske a zapojte kladný vodič (červený vodič vľavo od obrázku) k kladnému kanálu na doske.

Pripojte záporný vodič (modrý drôt vľavo od obrázku) k doske a potom zapojte odpor 120 Ohm z mínusu na doske do inej časti dosky. Toto bude slúžiť ako delič napätia, takže zo snímača môžete vziať výstupné napätie a zmeniť ho na použiteľné údaje v Arduine.

Pripojte odpor k zemi nepájivej dosky a uzemnite dosku k Arduinu.

Pripojte drôt k doske na páse, ktorý obsahuje váš záporný vodič a odpor pre delič napätia. Uistite sa, že ste ho pripevnili na opačnú stranu rezistora ako záporný vodič. Zapojte tento vodič do analógového vstupu na doske Arduino. Tu Arduino dostane signál, že sa zmení na reakciu plynu.

Nakoniec prepojte prepojky na kladné a záporné prúžky (v schéme oranžové a zelené vodiče) spolu s ďalším prepojkou, ktorá sa pripája k Arduinu. Uistite sa, že ste tento posledný prepojovací kábel prepojili s digitálnym pinom označeným ako pin PWM. Toto budú vstupy napájania a signálu do vášho esc.

Krok 4: Programovanie Arduina

Pomocou Arduino IDE vytvorte skicu, ktorá zachytí signál pre váš senzor a namapuje ho na reakciu plynu. Budete musieť zahrnúť knižnicu servo dodávanú s IDE. Vyššie uvedené obrázky zobrazujú môj náčrt a nižšie som priložil súbor programu.

Jasnejší popis náčrtu si prečítajte v komentovaných riadkoch.

Krok 5: Zostavenie výkonového a riadiaceho obvodu motora

V závislosti od batérií, ktoré ste si kúpili pre svoju zostavu, sa tento krok môže mierne líšiť.

Moja zostava vyžadovala 4 batérie bežiace paralelne, aby sa dosiahol potrebný prúd.

Na pripojenie batérií k ESC budete musieť spájkovať pripojenia batérií k ESC. Pomocou 10 -metrového drôtu spájajte vodič pre každú batériu s kladným a záporným vodičom ESC. Uistite sa, že necháte dostatok drôtu, aby sa dostal k batériám, a preto zvážte umiestnenie batérie pred tým, ako začnete s týmto krokom.

Ďalej spájkujte každý kladný a záporný vodič do konektora mužskej strely. Aby bola vaša kabeláž jednoduchá a čistá, vezmite do úvahy, ku ktorej batérii budete tieto zástrčky pripájať.

Pripojte výstupnú stranu signálu ESC k bezkartáčovému motoru.

Pripojte malé signálne vodiče z ESC k prepojkám na breadboarde od konca predchádzajúceho kroku.

Krok 6: Montáž zostavy motora

Motor bude mať z výroby montážny bod, ale na jeho pripevnenie k doske budete musieť vyrobiť konzolu. Použil som tenký kus plechu, narezaný a ohnutý podľa veľkosti.

Zoraďte motor tak, aby bol namontovaný na konzole, a vyvŕtajte otvory. Pripojte motor k držiaku.

Budete chcieť pripojiť svoje rozvodové kolesá k motoru a k vášmu kolesu vodiča, aby ste mohli namontovať motor s uvažovaným napätím remeňa.

Pripojte pás k motoru a zarovnajte miesto, kde je potrebné namontovať konzolu. Vyvŕtajte otvory pre držiak motora do dosky a priskrutkujte konzolu motora k doske.

Krok 7: Konečné zhromaždenie rady

Vezmite si puzdro na elektroniku a vyvŕtajte pred ním dieru s priemerom asi palec, aby bola dostatočne veľká na to, aby sa do nej vošli zástrčky batérie.

Budete musieť určiť umiestnenie svojej skrinky s elektronikou a vyvŕtať do nej spodnej časti montážne otvory. Do skateboardu vyvŕtajte otvory tak, aby zodpovedali montážnym otvorom na puzdre, a puzdro priskrutkujte k palube. Uistite sa, že ho pripevníte spodkom puzdra k doske, aby bol ľahký prístup k elektronike.

Vložte batérie a ESC na miesto v krabici a vyveďte káble von z otvoru v prednej časti. Pripojte 9V adaptér k Arduinu a pripojte batérie k ESC. Pripojte ESC k prepojkám na doske a zapojte motor.

ESC v zozname náhradných dielov je predprogramovaný a bude fungovať ihneď, nie všetky ovládače však budú potrebné a budete si musieť prečítať pokyny pre váš ovládač, aby ste ho naprogramovali.