Переделанная машина на пульте управления
Тюнинг старой детской игрушки
В последний год как и говорил стало не до чего — только работа и дети. Из увлечений поэтому основное — RC машинки. За годы увлечения этими отнюдь не игрушками скопилось много всяких деталюшек — посмотрели мы с малым на его игрушечный автопарк и решили закорчевать пару машинок
Это обычные детские бибики из обычного магазина игрушек, купешка производства Rastar, кроссовер вообще QingXing какой-то. Технически они вообще примитивные, привод задний, электроника убогая, пульты кнопочные 27Мнz уже давно не работают.
Начать решили с Х6 — он попроще и покомпактнее.
Для апгрейда использовали электронику от RemoHobbi (спасибо Богдану) — пульт и блок 3-в-1 (приемник, регулятор оборотов мотора, модуль включения фар по третьему каналу с пульта). Установка электроники, переделка батарейного отсека под установку аккумулятора (Li-Ion так же от RemoHobby) вообще дело не сложное — быстро накинули элементы на шасси для примерки, спаяли все что надо было.
Намного сложнее с рулевым управлением — в стоке на машинке стоит дискретная системка — руль либо на всю вывернут, либо в нулевом положении — нас это не устраивает,
естественно ставим пропорциональное управление — насколько крутим колесико на пульте, на столько и поворачиваются колеса на машинке
Глобально менять конструкцию рулевого на этой малышке мы не стали — просто установили микросервомашинку с металлическим редуктором (куплено на Али).
С поключением фар не срослось — распайка китайцами сделана так, что горят либо задние красные, либо белые передние фары — перепайка с прекрекрещиванием полюсов приводит к тому что свет вообще не включается. В итоге на радиомодуле отломился один контакт (( в общем я забил болт на эти фары — один черт сын быстро раздолбает эту игрушку.
Несмотря на хорошую электронику и липошный аккум тачка не сильно скоростная — это же детская игруха, в приводе стоит сильно понижающий обороты на выходе редуктор.
Не так давно переделывал Богдану Bagdi363 его RemoHobby Rocket — вместо штатной коллекторной системы 3-в-1, которая описана выше, поставил бесколлекторную систему (машинка масштаба 1/16)
Переделка RC-машинки в смарт-машинку при помощи ардуино
Во многих проектах на ардуино предлагается сделать то же самое, что продается в магазинах, но с гораздо большими трудовыми и материальными затратами. Сегодняшний проект не такой, смарт-машинки продаются в магазинах, но стоят в среднем раз в 5 дороже, чем RC-машинки. Поэтому я решил поделиться, как можно переделать практически любую RC-машинку в модную нынче машинку с приставкой «смарт» при помощи ардуино. Вот демо видео того, что получилось в итоге:
Итак, переделывать я решил стандартную RC-машинку, купленную в магазине игрушек примерно за 500 рублей.
Переделку можно осуществить двумя основными способами:
1. Подключить ардуино к пульту ДУ от машинки
2. «Вживить» ардуино внутрь самой машинки
Я решил попробовать оба способа, но сегодня расскажу только про первый, поскольку он несколько проще, а начинать лучше с простого.
Чтобы подключиться к пульту ДУ, его нужно сначала разобрать и удалить те 4 кнопки, которые отвечают за движения вперед-назад и повороты вправо-влево. Можно их отпаять, а можно просто сломать корпус кнопок, оставив только контакты.
Вместо четырех кнопок подключаем четырехканальный блок реле по схеме:
Блок реле подключаем к ардуино, а она уже будет получать сигналы со смартфона посредством блютуз модуля. Скетч для ардуино
unsigned long incomingByte;
int LED2 = 6;
int LED3 = 7;
int LED4 = 8;
int LED5 = 9;
Теперь нужно сделать простенькое приложение для управления всем этим на подобии этого:
Приложение я сделал в среде визуальной разработки андроид приложений App Inventor 2.
Выглядит оно приложение так:
Логика у приложения очень простая: при касании пальцем кнопки оно отправляет сигнал на ардуино замкнуть соответствующее реле. При отпускании кнопки отсылается команда разомкнуть все реле. Скачать приложение можно тут, исходник тут, но если у кого-то есть полчаса-час лишнего времени, то можно сделать такое приложение «с нуля». На эту тему я снял отдельное видео, где подробно рассказываю что и как делать для тех, кто сталкивается с этой средой разработки в первый раз.
Ну и в конце фото того, как эта схема управления выглядит. Упаковывать все это в коробку не стал, поскольку в планах есть внедрение ардуино непосредственно в корпус этой машинки.
P.S. Сборник из более 100 обучающих материалов по ардуино для начинающих и профи тут
P.P.S. Онлайн курс по ардуино на гиктаймс здесь.
Прокачка машинки на пульте
Давно ничего не писал, — зачесались руки)) Уверен, кому-то это пригодится=)
Решил выложить пост, о небольшой прокачки детской машинки на пульте управления.
Суть поста вкратце: заряжаемые аккумуляторы вместо батареек.
Дальше много букв и фоток))
Часто, мой мелкий просит, чтобы я поиграл с ним (машинками). Так довелось, что с самого раннего возраста, а именно с 6-7 месяцев он полюбил машинки. Сейчас уже ему перевалило за 3 годика, но интерес к машинам стал еще больше. В 2 годика начал учить его говорить марку автомобиля по эмблеме. Выучил довольно не плохо, теперь ходит по улице мимо машин и называет марку)) Когда ему исполнился годик, я купил ему 2 машинки на пульте управления (сначала лексус is250, затем гелик. обе одной серии). Машинки до безобразия простые, 4 кнопки управления — вперед-назад, повороты влево-вправо.
Трех батареек АА нам обычно хватает на 2-3 дня. Спустя 1-2 часа прилично падает мощность и весь драйв машинки пропадает. Поэтому решил переделать питание от аккумуляторов. Плюсов от этого не мало. Постоянная мощность, может долго ездить на одной зарядке, не нужно платить больше))
Опишу в деталях, что было сделано.
Сначала я разобрал гелик, чтобы посмотреть что у него внутри. В машинке оказалось достаточно просторно. Внутри легко можно было разместить 3-4 аккума 18650, но я решил что двух 18650 емкостью 3200 мАч будет достаточно. Суммарно от двух аккумов выходит 6400 мАч (не во всех ноутах есть такая емкость).
Наша машинка работает от трех АА пальчиковых батареек, соединенных последовательно, что дает в сумме 4,5В. Следовательно, понадобится аккум на 3,7В, это достаточно, чтобы машинка бодро ездила.
Немного погуглив, нашел цены и нужную емкость. Остановился на Panasonic NCR18650BE.
Заказал на алиэкспрессе, т.к. цена одной батарейки у нас почти в два раза дороже.
Чуть позже выяснилось, что они без защиты от разряда. Это нам не подходит, т.к. «голова» машинки не знает что такое зарядка. Поискав немного, нашел точно такой же аккум с защитой, стоили чуть дороже, но было уже поздно, батарейки были уже в пути.
Начал искать на алиэкспрессе контроллер защиты от разряда. Нашел, заказал. Позже выяснилось, что нужно еще защита от перезаряда)) Снова лезу на али, ищу двойную защиту и нахожу!))
Суть в том, что литий-ионные аккумы нельзя разряжать меньше 2,5-2,7В и заряжать больше чем 4,2В. Их структура быстро разрушается и они быстро выходят из строя. Мобильные аккумы работают по такому же принципу. Обычно защита встроена в аккум.
Чтобы в будущем не иметь проблем с отсоединением проводов, я припаял к контроллеру питания двухпиновые JST коннекторы.
Это нужно, чтобы легко можно было отсоединить аккумы от корпуса. Проверил работу контроллера, заряжает!)) Сделал отверстие для миниUSB и посадил контроллер питания на термоклей. Оба аккума спаял последовательно проводами, предварительно обработав места пайки активной кислотой(флюс). В итоге получаем двойную емкость на 6400 мАч.
Изначально планировал поездки по улицам, поэтому, внутри проклеил (секнудным клеем) все отверстия фольгой, чтобы мусор не попадал в машинку.
Аккумы приклеил термоклеем к кузову, но они быстро отвалились. Пришлось секундным клеем с содой проклеть еще и края. Проверенно, держится железно! Падал со стула и дивана))
Минус такого решения в том, что наезд на любое мелкое препятствие любым колесом — машинку опрокидывает на бок. Аккумы на крыше все же делают свое дело. Думаю позже контроллер машинки переместить на место батареек в самый низ, а аккумы на место контроллера, тогда машинка будет устойчивее.
Немного фоток рабочего процесса:
P.S.
Есть еще один вариант подключения аккумов. Я тогда в них еще не разбирался, поэтому заказал 18650, на фото они выглядели такими же, как и пальчиковые АА.
Понадобятся 3 аккума NCR 18500, но нужно брать без защиты. С защитой они будут чуть длинее и не залезут в штатное место без напильника. Затем остается перепаять лоток батареек для параллельного соединения. Иначе на выходе получите 11.1В и сгоревший контроллер машинки))
Кому нужно больше мощности на заднем приводе, можно купить специальный бустер DC DC, который из 3,7 вольт на выходе отдаст 5В. Машинка станет более резвой. Но есть в этом и минусы. Думаю, будет быстро греться, могут часто выходить из строя моторчики, возможно и контроллер быстрее «приедет», аккум будет немного быстрее разряжаться. Можно конечно настроить и под 4,2-4,5В, но понадобится специальный DC DC, который можно настроить на вольтаж от 3,7В до 12В (спец. крутилка, а мультиметром замер напряжения на выходе).
UPD. 20.05.2016
Спустя 9 месяцев машинка перестала ехать вперед. Задний ход работал. Думал моторчик «приехал», но нет. Замена моторчика не помогла. Благо у меня был лексус из той же серии. Выпаял все провода, и подсоединил к гелику. Машинка заработала. Теперь у гелика третья жизнь!)))
Заодно переместил контролер в отсек батареек, отрезал родные места крепления и припаял их к днищу, на них уже прикрутил сам контролер.
Сделал это из-за того что аккумы были приклеены к крыше, изза этого центр тяжести был нарушен. Машинка переворачивалась набок при повороте наехав на небольшой камушек.
Тюнинг детской радиоуправляемой машинки (переделка на Li Ion аккумуляторы)
Всем известны детские радиоуправляемые машинки, и играть в них весьма весело, как детям, так и взрослым. Но впечатление постоянно портят, ну очень быстро садящиеся батарейки в этих игрушках. А работают они как правило от большого их числа и очень недолго, и как следствие игра в такую игрушку становится весьма затратной. Короче говоря, надоело мне постоянно тоннами покупать эти несчастные батарейки, и я решил переделать игрушку, так, чтобы она начала работать от аккумуляторов и была возможность её заряжать.
Для реализации задуманного понадобятся следующие компоненты:
— Аккумуляторы – покупались в местном вейп-шопе, обычные, формата 18650. Заказывать аккумуляторы из Китая я бы не рекомендовал. Так же их можно вытащить, например из батареи старого ноутбука. Моя машинка питается от 5ти последовательно соединенных АА батареек, значит работает она от 7.5 Вольт, и значит мне нужно будет использовать 2 LiIon аккумулятора.
— ]]> контроллер заряда/разряда ]]> для двух последовательно соединенных аккумуляторов. Данный контроллер не даст уйти аккумуляторам в глубокий разряд, или наоборот – не даст им перезарядится. Оба случая – губительны для аккумулятора, а иногда – и опасны, т.к. литиевые аккумуляторы имеют свойство загораться и взрываться. Кроме того, эта плата будет балансировать заряд, что исключит ситуацию, при которой, если аккумуляторы имеют разную ёмкость – один будет недозаряжен, второй – перезаряжен.
— порт для подключения бп, провода, инструменты и разная расходка.
Схема тут проста до безобразия. Как уже говорил – плюс преобразователя соединяем с плюсом контроллера через диод. Минус – с минусом. Контроллер с этих же входов соединяем с платой машинки, плюс к плюсу, минус к минусу. Аккумуляторы соединяем между собой – плюс к минусу. При этом плюс на первом аккумуляторе соединяем с контроллером, со входом B+, минус второго с B-, промежуточную точку, или точку соединения аккумуляторов с BM.
Вот, собственно, и всё. Можно начинать. В первую очередь я подпаял к плате понижающего преобразователя порт для подключения БП и диод.
Дальше необходимо выставить напряжение – для двух аккумуляторов это 8.5 вольт. Регулировка в преобразователе осуществляется при помощи потенциометра, который расположен ближе ко входу питания. Регулировать напряжение нужно на конце диода, т.к. на данных элементах всегда падает напряжение.
получившуюся конструкцию соединил с контроллером. Платы я закрепил на корпусе аккумуляторов на термосопли.
Осталось только припаяться к плате машинки, и всё, можно собирать игрушку. Пользуясь, случаем заменил антенну на более жесткий кабель, из обычной витой пары т.к. оригинальный оказался предельно мягкий, и всегда был под машинкой, из-за чего сигнал от пульта плохо ловился.
Всю сборку из аккумуляторов и плат я прилепил на корпусе машинки термосоплями. Как позже показали испытания, конструкция быстро рассыпалась, поэтому я позже всё закрепил нейлоновыми стяжками.
Проковырял отверстие для входа блока питания, и залили его горячим клеем.
На пульте управления был оторван кусок антенны. Взял тот же провод, что и использовал в машинке, такой же длины и заменил его.
Все готово. Машина катается и заряжается.
Правда не очень удобно определять, когда процесс зарядки прекращаетсяы. На плате понижающего преобразователя есть светодиоды – если горит синий – заряд идет, если красный – завершился. И при текущем расположении, их нормально видно только в темном помещении, точнее не их, конечно, а их свет. Нужно было эти светодиоды вывести куда-нибудь на корпус машины, но это может как-нибудь потом сделаю.
Использовались инструменты купленные онлайн:
Вторая жизнь радиоуправлемой машинки
И было принято кардинальное решение: выкинуть всю электронику в машинке и пульте и заменить новой.
Пульт оказался полностью дискретным в части управления, мозгом там была PT8A977BP вот с такой схемой включения:
Мозгом машинки (приемника) был собрат по несчастью PT8A978BP со следующей схемой включения:
Сервомашинки в приемнике были собраны по неведомой конструкции и представляли собой по сути редуктор с DC-мотором. Характеристики, которые удалось с них снять:
По размерам посадочного места в машинке (приемнике) не густо, максимальная высота платы с деталями 16 мм, но не по всей площади платы, т.к. есть дырки под крепление и ограничители по краям.
Что должно быть по функционалу:
Начнем с передатчика, т.к. с ним получилось проще всего, кроме не поместившейся в корпус платы.
Кнопки подключены по такой схеме только ради экономии места и возможности выхода микроконтроллера из powerdown при нажатии на любую кнопку. Совершенно не рекомендую такое решение, если питание не батарейное, или есть управление силовой нагрузкой, т.к. МК может ловить помехи от наводок по портам кнопок, и их нужно будет шунтировать резисторами и стабилитронами. По питанию в результате была оставлена батарейка типа «Крона» и поставлен LDO AMS1117-3.3 (на схеме не показан) с выключателем.
Алгоритм работы передатчика:
В результате пультик выглядит в разобранном виде так:
Слева плата управления, в центре старая плата, которую выпаивать не стал, ибо не мешала.
В будущем есть планы вырезать Крону и поставить 18650, но лень.
В целом с пультом проблем было очень мало, главный косяк, что плата получилась чуть толще, чем могла поместиться в пульт, хотя все размеры снимал по несколько раз. В результате в собранном виде у пульта есть слева щель и через нее видно плату и индикацию светодиодов на ней:
Кнопки на пульте имеют следующее назначение:
Остальные органы управления (вперед/назад, влево/вправо) остались без изменений.
Красным выделены элементы, которые пришлось добавлять уже после изготовления печатной платы на этапе наладки. Т.к. ходовой двигатель потреблял ток до 5 А легко, то от этого МК становилось плохо, и он перезагружался. Решается эта проблема добавленными элементами: VD1, L2, C10, L3, C9. Перечисленные элементы установлены навесным монтажом.
VD2, V3, R21, R22 реализуют ШИМ-управление ходовым двигателем. Дело в том, что если этого не сделать, машина превращается в адский скоростной болид, соответственно редуктор или корпус машины просто развалятся после столкновения с препятствиями или от времени. Без ШИМ реализован Турбо режим, если одновременно нажать Фара+Мигалка+Гудок, таким же нажатием он и отключается.
В разобранном виде обновленная машинка выглядит так:
Места у неё в нутре совсем не много:
Плата управления двухэтажная (из двух плат), на второй реализован H-мост по управлению ходовым двигателем:
Следует отдельно описать работы с NRF, т.к. было много времени потрачено на превращение готовой библиотеки, найденой интернетах, в рабочий вариант.
Главной проблемой были дубликаты получаемых комманд, виной тому была неправильная обработка принятой команды на приемнике, не правильно было так:
Это в корне не верно, т.к. флаг RX_DR говорит только о факте принятия данных буфер, но команд может прийти несколько (всего буфер NRF рассчитан на 3 команды).
Правильный алгоритм такой:
Инициализация NRF используется следующая (от NRF нужна дальность, но не скорость):