遙控車玩起來(lái)總是很有趣，我個(gè)人是這些遙控車的忠實(shí)粉絲， 并且已經(jīng)（仍然）廣泛地玩過(guò)它們。如今，這些汽車中的大多數(shù)都提供了巨大的扭矩來(lái)應(yīng)對(duì)崎嶇的地形，但有些東西總是滯后，它的速度?。?。。 所以，在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將 使用 Arduino 構(gòu)建一個(gè)完全不同類型的 RC 汽車，主要這輛車的目標(biāo)是達(dá)到最高速度，因此我決定為遙控車試用 無(wú)芯直流電機(jī)。這些電機(jī)通常用于無(wú)人機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為 39000 RPM 這應(yīng)該足以滿足我們對(duì)速度的渴望。該車將由一塊小型鋰電池供電，并可使用 nRF24L01 射頻模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

遙控車用無(wú)芯直流電機(jī)

該項(xiàng)目中使用的無(wú)芯直流電機(jī)如下圖所示。您可以輕松找到它們，因?yàn)樗鼈儚V泛用于迷你無(wú)人機(jī)。只需尋找 8520 磁性微型空心杯電機(jī)，您就會(huì)找到這些。

現(xiàn)在，將直流電機(jī)用于遙控車存在某些缺點(diǎn)。首先是它們提供非常低的啟動(dòng)扭矩，因此我們的遙控車應(yīng)該盡可能輕巧。這就是為什么我決定使用 SMD 組件在 PCB 上構(gòu)建整個(gè)汽車并盡可能減小電路板尺寸的原因。第二個(gè)問(wèn)題是它的高速，39000 RPM（軸的 RPM）很難處理，所以我們需要在 Arduino 端使用 MOSFET 構(gòu)建的速度控制電路。第三件事是這些電機(jī)將由單個(gè)鋰聚合物電池供電，工作電壓在 3.6V 至 4.2V 之間，因此我們必須將電路設(shè)計(jì)為在 3.3V 上工作。這就是我們使用3.3V Arduino Pro mini的原因作為我們遙控車的大腦。理清了這些問(wèn)題，我們來(lái)看看搭建這個(gè)項(xiàng)目所需要的材料。

所需材料

3.3V Arduino Pro Mini

Arduino納米

NRF24L01 – 2 個(gè)

操縱桿模塊

SI2302 MOSFET

1N5819 二極管

無(wú)鐵芯 BLDC 電機(jī)

AMS1117-3.3V

鋰聚合物電池

電阻器、電容器、

連接線

使用 Arduino 的遙控車射頻操縱桿

如前所述，遙控車將使用射頻操縱桿進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。該操縱桿也將使用 Arduino 和 nRF24L01 RF 模塊構(gòu)建，我們還使用操縱桿模塊在所需方向控制我們的 RC。如果您對(duì)這兩個(gè)模塊完全陌生，您可以考慮閱讀使用 nRF24L01 連接 Arduino和使用 Arduino 連接操縱桿的文章，以了解它們的工作原理以及如何使用它們。要構(gòu)建您的Arduino RF 遠(yuǎn)程操縱桿，您可以按照下面的電路圖進(jìn)行操作。

RF 操縱桿電路可以使用納米板的 USB 端口供電。nRF24L01 模塊僅在 3.3V 上運(yùn)行，因此我們?cè)?Arduino 上使用了 3.3V 引腳。我在面包板上構(gòu)建了電路，如下所示，如果需要，您也可以為此創(chuàng)建一個(gè) PCB。

RF 操縱桿電路的Arduino 代碼非常簡(jiǎn)單，我們必須從操縱桿中讀取 X 值和 Y 值并通過(guò) nRF24L01 將其發(fā)送到 RC 車。該電路的完整程序可以在本頁(yè)底部找到。我們不會(huì)對(duì)此進(jìn)行解釋，因?yàn)槲覀円呀?jīng)在上面共享的接口項(xiàng)目鏈接中討論了它。

Arduino RC 汽車電路圖

我們的遙控 Arduino 汽車的完整電路圖如下所示。電路圖還包括向我們的汽車添加兩個(gè) TCRT5000 IR 模塊的選項(xiàng)。這是為了讓我們的遙控車能夠作為線跟隨機(jī)器人工作，這樣它就可以獨(dú)立工作而不受外部控制。但是，為了這個(gè)項(xiàng)目，我們不會(huì)專注于它，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注另一個(gè)項(xiàng)目教程，我們將在其中嘗試構(gòu)建“Fastest Line Follower Robot”。為了便于構(gòu)建，我將兩個(gè)電路組合在一個(gè) PCB 上，您可以忽略該項(xiàng)目的 IR 傳感器和運(yùn)算放大器部分。

遙控車將由連接到終端 P1 的鋰電池供電。AMS117-3.3V用于為我們的 nRF24L01 和我們的專業(yè)迷你板調(diào)節(jié) 3.3V。我們也可以直接在原始引腳上為 Arduino 板供電，但 pro mini 上的板載 3.3V 穩(wěn)壓器將無(wú)法為我們的射頻模塊提供足夠的電流，因此我們使用了外部穩(wěn)壓器。

為了驅(qū)動(dòng)我們的兩個(gè) BLDC 電機(jī)，我們使用了兩個(gè) SI2302 MOSFET。確保這些 MOSFET 可由 3.3V 驅(qū)動(dòng)非常重要。如果您找不到完全相同的部件號(hào)，您可以尋找具有以下傳輸特性的等效 MOSFET

電機(jī)可以消耗高達(dá) 7A 的峰值電流（在負(fù)載下連續(xù)測(cè)試為 3A），因此 MOSFET 漏極電流應(yīng)為 7A 或更高，并且應(yīng)在 3.3V 時(shí)完全開(kāi)啟。正如您在此處看到的，我們選擇的 MOSFET 即使在 2.25V 下也可以提供 10A，因此它是一個(gè)理想的選擇。

為 Arduino 遙控車制造 PCB

構(gòu)建這個(gè)項(xiàng)目的有趣部分是 PCB 開(kāi)發(fā)。這里的 PCB 不僅形成電路，而且還充當(dāng)我們汽車的底盤，因此我們?yōu)樗O(shè)計(jì)了一個(gè)看起來(lái)像汽車的形狀，并且可以選擇輕松安裝我們的電機(jī)。您也可以嘗試使用上面的電路設(shè)計(jì)自己的 PCB，或者您可以使用我的 PCB 設(shè)計(jì)，完成后如下所示。

如您所見(jiàn)，我設(shè)計(jì)的 PCB 可以輕松安裝電池、電機(jī)和其他組件。

組裝印刷電路板

我打開(kāi)焊條并開(kāi)始組裝電路板。由于腳印、焊盤、通孔和絲網(wǎng)印刷的形狀和尺寸都非常完美，因此組裝電路板沒(méi)有問(wèn)題。從開(kāi)箱開(kāi)始，僅用了 10 分鐘，電路板就準(zhǔn)備好了。

焊接后的幾張電路板圖片 如下所示。

3D 打印輪子和電機(jī)支架

正如您在上圖中可能已經(jīng)注意到的那樣，我們需要對(duì)機(jī)器人的電機(jī)支架和輪子進(jìn)行 3D 建模。如果您使用了我們上面共享的 PCB Gerber 文件，那么您不妨從這個(gè)thingiverse 鏈接下載它來(lái)使用 3D 模型。

我使用 Cura 對(duì)我的模型進(jìn)行切片并使用 Tevo Terantuala 打印它們，沒(méi)有支撐和 0% 填充以減輕重量。您可以更改適合我們打印機(jī)的設(shè)置。由于電機(jī)旋轉(zhuǎn)得非常快，我發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)一個(gè)與電機(jī)軸緊密貼合的輪子非常困難。因此，我決定在輪子內(nèi)使用無(wú)人機(jī)葉片，如下所示

我發(fā)現(xiàn)這更可靠和堅(jiān)固，但是，嘗試不同的車輪設(shè)計(jì)，并在評(píng)論部分告訴我什么對(duì)你有用。

對(duì) Arduino 進(jìn)行編程

該項(xiàng)目的完整程序（Arduino nano 和 pro mini）可以在本頁(yè)底部找到。你的RC程序的解釋如下

我們通過(guò)包含所需的頭文件來(lái)啟動(dòng)程序。請(qǐng)注意，nRF24l01 模塊需要將庫(kù)添加到您的 Arduino IDE，您可以使用此鏈接從 Github 下載 RF24 庫(kù)。除此之外，我們已經(jīng)為我們的機(jī)器人定義了最小速度和最大速度。最小和最大范圍分別為 0 到 1024。

#define min_speed 200
#define max_speed 800
#include

然后在 setup 函數(shù)中，我們初始化我們的 nRF24L01 模塊。我們使用了 115 個(gè)頻段，因?yàn)樗粨砣⑶乙褜⒛K設(shè)置為低功耗運(yùn)行，您也可以使用這些設(shè)置。

無(wú)效設(shè)置（）{
  串行.開(kāi)始（9600）；
  myRadio.begin();
  myRadio.setChannel(115); //115頻段以上WIFI

接下來(lái)在主循環(huán)函數(shù)中，我們將只執(zhí)行 ReadData 函數(shù)，我們將使用該函數(shù)不斷讀取從 Transmitter 操縱桿模塊發(fā)送的值。注意程序中提到的管道地址應(yīng)該和發(fā)射器程序中提到的一樣。我們還打印了我們收到的用于調(diào)試目的的值。成功讀取值后，我們將執(zhí)行 Control Car 功能，根據(jù)從
Rf 模塊接收到的值來(lái)控制我們的 RC 汽車。

無(wú)效讀取數(shù)據(jù)（）
{
  myR

在 Control Car 函數(shù)中，我們將使用模擬寫入函數(shù)控制連接到 PWM 引腳的電機(jī)。在我們的發(fā)射器程序中，我們將 Nano 的 A0 和 A1 引腳的模擬值轉(zhuǎn)換為 1 到 10、11 到 20、21 到 30 和 31 到 40，分別用于控制汽車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。下面的程序用于控制機(jī)器人的前進(jìn)方向

if (received>=1 && received <=10) // 前進(jìn)
  {
    int PWM_Value = map (收到, 1, 10, min_speed, max_speed);
    模擬寫入（R_MR，PWM_Value）；
    模擬寫入（L_MR，PWM_Value）；
  }

同樣的，我們也可以多寫三個(gè)函數(shù)來(lái)進(jìn)行反向、左、右控制，如下圖。

if (received>=11 && received <=20) // 中斷
  {
    int PWM_Value = map (收到, 11, 20, min_speed, max_speed);
    類比寫入（R_MR，0）；
    類比寫入（L_MR，0）；
  }
    if (received>=21 && received <=30) // 左轉(zhuǎn)
  {
    int PWM_Value = map (收到, 21, 30, min_speed, max_speed);
    模擬寫入（R_MR，PWM_Value）；
    類比寫入（L_MR，0）；
  }
      if (received>=31 && received <=40) // 右轉(zhuǎn)
  {
    int PWM_Value = map (收到, 31, 40, min_speed, max_speed);
    類比寫入（R_MR，0）；
    模擬寫入（L_MR，PWM_Value）；
  }

Arduino 遙控車的工作

完成代碼后，將其上傳到您的專業(yè)迷你板上。通過(guò) FTDI 模塊取出電池和電路板進(jìn)行測(cè)試。啟動(dòng)您的代碼，打開(kāi)串行電池，您應(yīng)該會(huì)收到來(lái)自發(fā)射器操縱桿模塊的值。連接你的電池，你的電機(jī)也應(yīng)該開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。

射頻遙控操縱桿


/*將射頻值傳輸?shù)?Arduino 的代碼

*

* 引腳連接

* CE - 7

MISO - 12

MOSI - 11

SCK - 13

CS - 8

A0 - JoyX

A1 - JoyY

*/

#include