3D štampani RD predajnik zasnovan na Arduinu: 25 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Ovaj projekt će vam pokazati kako sam krenuo u projektiranje i izgradnju RC odašiljača zasnovanog na Arduinu.

Moj cilj za ovaj projekt je bio dizajnirati RC odašiljač za 3D ispis koji bih mogao koristiti za kontrolu drugih Arduino projekata. Htio sam da kontroler bude što je moguće trajniji, ali sam htio i mogućnost da ga rastavim i redizajniram njegove dijelove. Ovaj projekat je rezultat nekoliko sedmica napornog rada.

Supplies

Za izradu ovog kontrolera trebat će vam:

• Analogni joystick x2
• Analogni potenciometar x2
• 128x32 0,91 inčni OLED ekran x1
• Arduino Nano x1
• NRF24L01 modul sa antenom x1
• 3cm x 7cm perfboard x1
• BRC 18650 3,7 v Li-ion baterija x2
• 2 -ćelijsko kućište baterije 18650 x1
• AMS1117 3.3 regulator napona x1
• 3 -pozicioni prekidač x1
• 2 -pozicioni prekidač x2

Dodatne stavke:

• Višebojna standardna žica promjera 22
• Višebojna žica punog jezgra 22 kalibra
• Muški + ženski pin zaglavlja
• m3 vijci i matice s košarom (različite dužine)
• m2 vijci s navrtkom i navrtke (različite dužine)
• m2 zastoja (razna dužina)

• Pristup:

  • 3D štampač
  • Lemilica

Korak 1: 3D model

Započeo sam modeliranjem kontrolera u softveru za 3D modeliranje. Nekoliko stvari sam uzeo u obzir tokom procesa dizajniranja:

• Moj 3D štampač je relativno mali, pa bi moji dijelovi morali biti spojeni nakon procesa štampanja. Da bih to riješio, dodao sam rupe po cijelom dizajnu za pričvršćivanje dijelova pomoću m2 vijaka.
• Htio sam jednostavno preurediti dijelove na svom dizajnu bez potrebe za ponovnim ispisivanjem, pa sam dodao jednoliko raspoređene rupe gdje bi se dijelovi spojili kako bi se omogućile mogućnosti dizajna nakon štampanja.
• U potpunosti sam izbjegao prevjese u ovom dizajnu, što je rezultiralo otiscima visoke kvalitete.

Ovaj model ne sadrži sve dijelove koji čine odašiljač, ali su uključeni svi dijelovi potrebni za 3D štampanje. Datoteku STEP za ovaj model možete preuzeti klikom na donje dugme za preuzimanje.

*Uključio sam.stl datoteku za kućište nrf24 za one koji su imali problema s dijeljenjem na tri odvojena dijela.

Korak 2: 3D štampanje

Ovo je prilično jednostavan korak. Nakon što su svi dijelovi odštampani, možete započeti pripremu za sastavljanje dijelova.

Korak 3: Priprema za montažu: Žice

Kako bih omogućio promjene u dizajnu ovog projekta, zalemio sam muške pin zaglavlje na jedan kraj svih žica.

Korak 4: Priprema za montažu: OLED ekran

Prije nego započnete montažu, morat ćete pripremiti nekoliko elektroničkih komponenti. Prvo što trebate učiniti je lemljenje žica na svaki od pinova komponente. (U ovoj je situaciji lakše koristiti standardnu žicu jer je fleksibilnija i stoga se lakše sastavlja.) Moj OLED zaslon nije imao pin-zaglavlja, pa sam lemio žice izravno na ploču za razbijanje. Međutim, nema razlike u vremenu ili ne lemljenju na pin zaglavlja.

Korak 5: Priprema za sastavljanje: Joysticks

Sljedeći korak je lemljenje žica na upravljačke palice. U ovom sam slučaju lemio žice na zaglavlje pinova iz nekoliko razloga:

1. Da sam uklonio zaglavlja pinova i zalemio rupe, morao bih provoditi žice kroz vrhove rupa jer se 3D štampani nosač nalazi direktno ispod ploče za razbijanje upravljačke palice.
2. Budući da sam lemio na zaglavlja pinova, žice padaju ravno prema dolje i čine gornju stranu odašiljača organiziranijom.

Koristio sam iste boje za iste vrste iglica na oba džojstika:

• Crveno za VCC
• Crna za GND
• Plava za VRX
• Žuta za VRY
• Zelena za SW

To je olakšalo spajanje žica na odgovarajuće priključke na Arduinu.

Korak 6: Priprema za montažu: NRF24L01

Za modul NRF24L01, uklonio sam zaglavlja iglica i lemio direktno u rupe kako bih imao mjesta za perfboard. Još jednom sam uzeo u obzir boje koje sam koristio za svaki pin za buduću upotrebu.

Korak 7: Priprema za montažu: Potenciometri

Za potenciometre, lemite žice na svaki od tri vodiča. Vanjska dva izvoda su ili uzemljeni ili vcc pinovi (nije važno kojim redoslijedom), a srednji vodič je izlaz. Zalemio sam crvenu žicu i crnu žicu na vanjska dva vodiča i bijelu žicu na središnji kabel za oba potenciometri.

Korak 8: Priprema za montažu: Prekidači

Uzmite prekidač s tri položaja i lemite žicu na svaki od zaglavlja pinova. Koristio sam crnu za sredinu i dvije druge boje za vanjsku stranu, što sam uzeo u obzir za buduću upotrebu.

Na dva prekidača položaja nalaze se tri pin zaglavlja. Koristit ćete samo dva od ovih. Crna žica ide u sredinu, a druga žica ide na jedan od dva vanjska zaglavlja pinova. Važno: Učinite to samo za jedan prekidač.

Sljedeći prekidač će se koristiti kao prekidač za uključivanje-isključivanje. Za sada samo lemite žicu na središnji pin ovog prekidača za uključivanje / isključivanje.

Korak 9: Priprema za montažu: Lemite kućište baterije na prekidač za uključivanje i isključivanje

Lemite crvenu žicu kućišta baterije na jedan od spoljnih pinova na prekidaču za uključivanje-isključivanje. Ako to već niste učinili, zalemite pin zaglavlje na crnu žicu kućišta baterije.

Korak 10: Priprema za montažu: Regulator napona AMS1117

Za ovaj korak trebat će vam regulator od 3,3 V AMS1117. Evo, imam jednu pričvršćenu na probojnu ploču dizajniranu za NRF24L01, pa ću pokazati kako dovršiti ovaj korak pomoću ovog dijela. Ako imate samo AMS1117 IC, postoji mnogo vodiča koji vam mogu pomoći oko ožičenja.

Prvo što sam učinio je da sam skinuo sve pin zaglavlja sa ploče. Zatim sam lemio crvenu i crnu žicu na odgovarajuće pinove.

Nastavljajući s nestalnim dizajnom, uzeo sam red od dva ženska pin zaglavlja i pričvrstio ih na VCC i GND portove na kojima bi sjedio NRF24L01 modul.

Nakon što to učinite, možete prijeći na sljedeći korak.

Korak 11: Pripremite Perf Board: Arduino i Pin Headers

Posljednja stvar koju treba učiniti prije montaže je pripremiti perfboard. Da biste to učinili, trebat će vam Arduino Nano, žice s čvrstim jezgrom i ženski pin zaglavlja.

Uvjerite se da vaš Arduino Nano ima pin zaglavlja i nastavite ga lemiti na ploču. Morat ćete ga postaviti što je moguće dalje s jedne strane ploče kako biste ostavili prostora za proširenje veze, ali ćete također htjeti ostaviti red sa svake strane Arduina za lemljenje ženskih zaglavlja pinova. Uvjerite se da je USB konektor što je moguće bliže rubu ploče. Moja ploča 3 cm x 7 cm ima 10 rupa sa 24 rupe. To mi je ostavilo dva reda s lijeve strane Arduina, jedan red s desne strane i oko devet rupa iza Arduina.

Zatim uzmite dva reda od petnaest ženskih pin zaglavlja i lemite ih pored Arduina. Koristio sam standardna ženska pin zaglavlja, ali bih želio da sam koristio zaglavlja za slaganje iz ovog razloga:

Morat ćete spojiti elektrode na zaglavljima pinova s vodičima na Arduinu. Ako ste koristili standardna pin zaglavlja, za spajanje će morati biti uspostavljen most za lemljenje, što je malo dosadno i oduzima vrijeme. Ako ste koristili zaglavlja za ulaganje, možete savijati vodiče tako da dodirnete Arduino vodiče kako biste znatno olakšali zadatak lemljenja

Na koji god način da to učinite, zaglavlja iglica moraju biti povezana sa zaglavljima pinova Arduino.

Korak 12: Pripremite Perf Board: Pin nastavci

Nakon što zalijepite Arduino i pin zaglavlja na ploču, sljedeći korak je produženje 5v i uzemljenih igala za smještaj svih električnih komponenti.

Lemite dva reda zaglavlja sa 10 iglica na perf ploču na suprotnom kraju kao Arduino s jednim redom razmaka između njih.

Uzmite komad žice s čvrstim jezgrom i provucite ga od 5V pina na Arduinu do jednog reda iglica. Skinite izolaciju tako da je žica izložena tamo gdje dodiruje vodiče na zaglavljima pinova. Lemi žicu na mestu.

Učinite istu stvar osim s GND pinom na Arduinu i drugim redom pin zaglavlja.

Kada to učinite, odašiljač je spreman za sastavljanje.

Korak 13: Montaža: Pričvrstite džojstike na bazu

Za ovaj zadatak trebat će vam osam vijaka m4 i odgovarajuće matice, zajedno s nekoliko podloška.

Postavite matice u šesterokutne rupe na dnu 3D štampanog dijela prikazanog gore.

Gurnite po jednu podlošku na svaki vijak.

Gurnite četiri vijka m4 u četiri rupe na ploči za razbijanje upravljačke palice.

Gurnite pomaknuti pomaknuti džojstik 3D ispisani dio kako bi djelovao kao zastoj između ploče za probijanje i postolja za navigaciju.

Gurnite joystick sa vijcima na njegovo mjesto u podnožju držeći matice u njihovim otvorima dok pričvršćujete vijke.

Ponovite ovaj korak za drugi džojstik.

Korak 14: Montaža: Pričvrstite potenciometre i OLED ekran na stalak za potenciometre

Gurnite potenciometre na njihova mjesta na stalku potenciometra. Potenciometri koje imam došli su s maticama kako bi ih zategnuli, a ja sam ih ovdje koristio za držanje potenciometara na mjestu. Za zatezanje matica unutar umetka upotrijebio sam odvijač s ravnom glavom.

Zatim provucite žice OLED ekrana kroz otvor na lijevoj strani stalka potenciometra. Pritegnite poklopac preko ekrana s vijcima od nekoliko m2. Možda ćete morati dodati nekoliko podloška kako biste prilagodili izbočinu zaslona.

Korak 15: Montaža: Pričvrstite stalak za potenciometar na bazu džojstika

Uzmite stalak za potenciometar i pričvrstite ga na bazu džojstika pomoću m2 vijaka tako da zaglavlja iglica džojstika budu okrenuta od stalka.

Korak 16: Montaža: Pričvrstite kućište NRF24L01 na stalak za potenciometar

Kućište NRF24L01 sastoji se od tri dijela. Uzmite prvi dio i provucite žice samog modula kroz otvor na stražnjoj strani. Prednji kraj trebao bi sjediti u utoru, a lemni spojevi koji strše sa stražnje strane ploče također bi trebali sjediti u svom utoru.

Uzmite poklopac kućišta i poravnajte rupe tako da ravna strana poklopca bude ravna prema kućištu. Provucite dva m2 vijka kroz rupe i umetnite ovaj sklop kroz rupe na stalku potenciometra. Da biste dovršili ovaj korak, poravnajte rupe na drugoj kapici s vijcima m2 tako da se mala parabolična izbočina na prednjoj strani dijela nalazi oko cilindra modula NRF24L01. Pritegnite ga s dvije matice.

Korak 17: Montaža: Pričvrstite ručke na bazu

Uzmite obje ručke i pričvrstite ih na podlogu pomoću m2 vijaka kao što je prikazano na gornjim slikama.

Korak 18: Sklapanje: Pričvrstite kućište baterije na bazu

Pričvrstite kućište baterije na držač baterije pomoću vijaka za upuštanje m3.

Pričvrstite držač baterije na podnožje s vijcima m2 tako da se kućište baterije otvara prema dolje.

Korak 19: Montaža: Priključite prekidače na ručke

Za ovaj korak trebat će vam svi prekidači. Počnite s prekidačem u tri položaja.

Skinite pričvršćivač sa prekidača i gurnite prekidač kroz šesterokutnu rupu na desnoj ručki. Nije presudno gdje se ovaj prekidač nalazi.

Uzmite prekidač za dvije pozicije s dvije žice i gurnite ga kroz otvor na lijevoj strani ručke, pričvrstivši ga na isti način kao i prethodni prekidač.

Odaberite drugu rupu na lijevoj ručici za pričvršćivanje zadnjeg prekidača u dva položaja, koji bi trebao biti prekidač za uključivanje / isključivanje.

Korak 20: Sklapanje: Pričvrstite sklop ploče Perf na bazu džojstika

Upotrijebite m2 vijke i m2 rastojanja za pričvršćivanje postolja za ploču na bazu džojstika. Uvjerite se da utor na nosaču perf ploče odgovara modulu NRF24L01. Još jednom, možda ćete morati dodati nekoliko podložaka između nosača i postolja kako biste uzeli u obzir izbočenje glave vijka (za to možete koristiti i 3D tiskani pomak). Morate se pobrinuti da prvo provučete duže vijke m2 kroz cijevi na nosaču, jer to nećete moći učiniti nakon što je nosač pričvršćen.

Korak 21: Montaža: Pričvrstite Perf ploču na držač Perf ploče

Upotrijebite m2 vijke za pričvršćivanje perfboard držača na perfboard tako da Arduino i pin zaglavlja budu okrenuti od nosača. Duljina vaših žica može usmjeriti smjer USB priključka na Arduinu.

Korak 22: Arduino veze

Odabirom ovog dizajna odašiljača dolazi do naizgled neorganizirane donje strane. Kako bi ovo izgledalo kao manje težak zadatak, fokusirao sam se na jednu po jednu vrstu veze. Na primjer, počeo sam spajanjem svih žica GND u produženi red za GND na perf ploči. Evo veza:

Digitalni pinovi:

D4 - Joystick1 Sw

D5 - Joystick2 Sw

D6 - Vanjski pin od 2 položaja Toggle prekidača

D7 - Vanjski pin od 3 položaja Toggle prekidača

D8 - Drugi vanjski pin sa 3 položaja Togljarski prekidač

D9 - CE pin NRF24L01

D10 - CSN pin NRF24L01

D11 - MOSI pin NRF24L01

D12 - MISC pin NRF24L01

D13 - SCK pin NRF24L01

*Napomena: Tada će vam žice dobro doći označiti bojom. Kućište NRF24L01 ograničava vaš pogled na nazive pinova. Kad obojate žice, možete bez mnogo napora odrediti koji je pin koji olakšava spajanje žica na Arduino.

Analogni pinovi:

A0 - središnji pin potenciometra 1

A1 - središnji pin potenciometra 2

A2 - Joystick2 VRX pin

A3 - Joystick2 VRY pin

A4 - OLED SDA (PODACI) Pin

A5 - OLED SCL (SAT) Pin

A6 - Joystick1 VRY pin

A7 - Joystick1 VRX pin

Regulator napona (AMS1117):

Spojite iglu za uzemljenje modula NRF24L01 na pin za uzemljenje na regulatoru napona. Priključite pin od 3,3 V na NRF24L01 na regulator napona.

Zaglavlja pinova za uzemljenje (sve ove pinove povežite sa zaglavljima uzemljenja):

• Središnji pin na 2 -pozicionom prekidaču
• Središnji pin na 3 -pozicionom prekidaču
• Joystick1 GND Pin
• Joystick2 GND Pin
• Potenciometar 1 desni pin
• Potenciometar 2 desni pin
• OLED GND Pin
• GND kućišta baterije
• GND Pin na regulatoru napona

Zaglavlja pinova za proširenje pinova 5v (sve ove pinove povežite sa zaglavljima pinova VCC):

• Joystick1 5v pin
• Joystick2 5v pin
• Potenciometar 1 lijevi pin
• Potenciometar 2 lijevi pin
• OLED VCC pin
• VCC Pin na regulatoru napona

Ostale veze:

Posljednja komponenta za povezivanje je prekidač za uključivanje-isključivanje. Jedan provodnik prekidača treba spojiti na pozitivni terminal na kućištu baterije. Središnji pin bit će spojen na VIN pin na Arduinu.

Korak 23: Kod odašiljača

Posljednji korak do ovog kontrolera je kod. Učinit ću malu količinu objašnjenja za ovaj kôd, ali ako želite dublje objašnjenje o tome kako tačno radi i koristi se modul NRF24l01, posjetite ovu web lokaciju:

Arduino bežična komunikacija - Vodič za NRF24L01

#include

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define SCREEN_WIDTH 128 // OLED širinu ekrana, u pikselima #define SCREEN_HEIGHT visina 32 // OLED ekran, u pikselima Adafruit_SSD1306 displeju (SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, & Wire, -1); Radio RF24 (9, 10); const bajt adresa [6] = "00001"; int podaci [11]; const int onevrx = 7; // varijabla za VRX na joystick -u 1 const int onevry = 6; // varijabla za VRY na joystick -u 1 const int twovrx = 2; // varijabla za VRX na džojstiku 2 const int twovry = 3; // varijabla za VRY na joystick -u 2 const int pot0Pin = 0; // varijabla za pot 1 const int pot1Pin = 1; // varijabla za pot 2 const int ASwitch = 6; // varijabla za dvosmjerni prekidač const int BSwitch1 = 8; // varijabla za poziciju jedan od tri položaja prekidača const int BSwitch2 = 7; // varijabla za poziciju tri od tri položaja prekidača const int CButton = 2; // varijabla za izborno dugme 1 const int DButton = 3; // varijabla za opcionalno dugme 2 int oneX; int oneY; int twoX; int twoY; int pot0; int pot1; void setup () {Serial.begin (9600); radio.begin (); radio.openWritingPipe (adresa); radio.setPALevel (RF24_PA_MIN); radio.stopListening (); pinMode (ASwitch, INPUT_PULLUP); // postavi APin na izlazni način pinMode (BSwitch1, INPUT_PULLUP); // postavite BPin na način rada izlaza pinMode (BSwitch2, INPUT_PULLUP); // postavimo CPin na izlazni način pinMode (CButton, INPUT_PULLUP); // postavimo DPin na izlazni način pinMode (DButton, INPUT_PULLUP); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); kašnjenje (1000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (.25); display.setTextColor (BIJELO); display.setCursor (0, 0); display.print ("Uključeno"); display.display (); kašnjenje (10); } void loop () {oneX = analogRead (onevrx); oneY = analogRead (onevry); twoX = analogRead (twovrx); twoY = analogRead (twovry); pot0 = analogRead (pot0Pin); pot1 = analogRead (pot1Pin); podaci [0] = oneX; podaci [1] = jedanG; podaci [2] = dva puta; podaci [3] = dvaY; podaci [4] = pot0; podaci [5] = pot1; podaci [6] = digitalno čitanje (ASwitch); podaci [7] = digitalno čitanje (BSwitch1); podaci [8] = digitalno čitanje (BSwitch2); podaci [9] = digitalno čitanje (CButton); podaci [10] = digitalRead (DButton); radio.write (& podaci, veličina (podaci)); // šalje podatke prijemniku kašnjenje (100); display.clearDisplay (); display.setTextSize (.25); display.setTextColor (BIJELO); display.setCursor (5, 5); display.println (podaci [4]); display.print ("Reciving power"); // dodajte sve dodatne informacije koje želite prikazati na OLED -u display.display (); }

Korak 24: Kôd prijemnika

#include

#include #include RF24 radio (9, 10); // cns, ce // definiramo objekt za kontrolu NRF24L01 const bajt adresa [6] = "00001"; // definiramo komunikacijsku adresu koja bi trebala odgovarati int podacima odašiljača [11] = {512, 512, 512, 512, 512, 512, 0, 0, 0, 0, 0}; // definiramo niz koji se koristi za spremanje komunikacijskih podataka void setup () {radio.begin (); radio.openReadingPipe (0, adresa); radio.setPALevel (RF24_PA_MIN); radio.startListening (); // postavljeno kao prijemnik Serial.begin (9600); } void loop () {if (radio.available ()) {radio.read (& data, sizeof (data)); // ispisuje nekoliko točaka podataka s kontrolera na serijski monitor Serial.print (podaci [0]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (podaci [1]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (podaci [2]); Serial.print ("\ t / t"); Serial.print (podaci [3]); Serial.println (""); } // Opet, ovo je samo primjer osnovnog koda za prijemnički modul.

Korak 25: Zaključak

Pomoću ovog kontrolera možete kontrolirati gotovo svaki Arduino projekt, a njegov dizajn dopušta još više izmjena. Možda ćete odlučiti da želite dva dodatna potenciometra umjesto OLED ekrana (Ako želite datoteku STEP sa stalkom s 4 potenciometra, mogu vam je poslati. Samo ostavite komentar uz zahtjev). Ili možda želite dodati nekoliko tipki u dizajn. U potpunosti ovisi o vama.

Ako imate bilo kakvih pitanja, komentara ili nedoumica, ne ustručavajte se pitati.

Hvala vam što ste odvojili vrijeme da pročitate ova 24 koraka. Nadam se da ste uspjeli naučiti nešto ili dobiti nekoliko novih ideja o tome što se može postići s 3D pisačem i Arduinom.

Drugoplasirani na Arduino takmičenju 2020