Coche de juguete eléctrico impulsado por RC: 10 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Por: Peter Tran 10ELT1

Este tutorial detalla la teoría, el diseño, la fabricación y el proceso de prueba para un automóvil de juguete eléctrico con control remoto (RC) que utiliza los chips IC HT12E / D. Los tutoriales detallan las tres etapas del diseño de un automóvil:

1. Cable atado
2. Control de infrarrojos
3. Control de radiofrecuencia

También hay disponible una sección de solución de problemas para resolver problemas comunes que puedan surgir.

Suministros

Kit básico para coche

1x Kit de robot de seguimiento de línea (LK12070)

Fase de cable atado

• 1x tablero de prototipos
• Cables de puente para placa de pruebas
• Chip IC HT12E (con enchufe)
• Chip IC HT12E (con enchufe)
• 1 resistencia de 1 MΩ
• Interruptor de botón momentáneo 4x
• 1 resistencia de 47 kΩ
• LED 4x
• Fuente de alimentación

Fase de transmisión infrarroja

• 1x transmisor de infrarrojos (ICSK054A)
• 1x receptor de infrarrojos (ICSK054A)

Fase de transmisión de radio

• 1x transmisor RC 433MHz
• 1x receptor RC 433MHZ

Integración en el kit básico para automóvil

• 2x placa PCB prototipo
• 1x controlador de motor L298N

Paso 1: Comprensión del chip IC HT12E / D

Los chips IC HT12E y HT12E se utilizan juntos para aplicaciones del sistema de control remoto, para transmitir y recibir datos por radio. Son capaces de codificar 12 bits de información que consta de 8 bits de dirección y 4 bits de datos. Cada dirección y entrada de datos es programable externamente o se alimenta mediante interruptores.

Para un funcionamiento correcto, se debe utilizar un par de chips HT12E / D con la misma dirección / formato de datos. El decodificador recibe la dirección y los datos en serie, transmitidos por un portador que usa un medio de transmisión de RF y da salida a los pines de salida después de procesar los datos.

Descripción de la configuración de pines HT12E

Pines 1-8: pines de dirección para configurar los 8 bits de dirección, permitiendo 256 combinaciones diferentes.

Pin 9: Pin de tierra

Pines 10-13: pines de datos para configurar los 4 bits de datos

Pin 14: Pin de habilitación de transmisión, actúa como un interruptor para permitir la transmisión de datos

Pin 15-16: Osciloscopio OUT / IN respectivamente, requiere una resistencia de 1 M ohmios

Pin 17: Pin de salida de datos donde sale la información de 12 bits

Pin 18: Pin de entrada de energía

Descripción de la configuración de pines HT12D

Pines 1-8: pines de dirección, deben coincidir con la configuración del HT12E

Pin 9: Pin de tierra

Pines 10-13: pines de datos

Pin 14: Pin de entrada de datos

Pines 15-16: Osciloscopio IN / OUT respectivamente, requiere una resistencia de 47k ohmios

Pin 17: Pin de transmisión válido, actúa como indicador de cuando se reciben datos

Pin 18: Pin de entrada de energía

¿Por qué se utiliza el codificador HT12E?

El HT12E se usa ampliamente en sistemas de control remoto, debido a su confiabilidad, disponibilidad y facilidad de uso. Muchos teléfonos inteligentes ahora se comunican a través de Internet, pero la mayoría de los teléfonos inteligentes todavía cuentan con un HT12E para evitar la congestión de Internet. Si bien el HT12E usa la dirección para transmitir con los datos transmitidos, con 256 combinaciones posibles de 8 bits, su seguridad sigue siendo muy limitada. A medida que se transmite una señal, es imposible rastrear el transmisor, lo que hace que la dirección de la señal sea potencialmente adivinable por cualquiera. Esta limitación de dirección hace que el uso del HT12E sea adecuado solo a una distancia más corta. A una distancia más corta, el emisor y el receptor pueden verse entre sí, como el control remoto del televisor, la seguridad del hogar, etc. En productos comerciales, algunos controles remotos pueden reemplazar a otros como un "control remoto universal". Debido a que están diseñados para una distancia más corta, muchos dispositivos tienen la misma entrada de dirección para simplificar.

Paso 2: construcción del kit básico para el automóvil

El kit de coche básico para este proyecto es de un kit de robot de seguimiento de línea. Los pasos de construcción y fabricación se pueden encontrar en el siguiente enlace:

El kit básico para automóvil eventualmente se convertirá para convertirse en un automóvil controlado por RC, utilizando los chips IC HT12E / D.

Paso 3: Fase de cable anclado

1. Utilice una placa de pruebas para la creación de prototipos y cables de puente para la creación de prototipos.
2. Siga el diagrama esquemático anterior para montar y conectar los componentes a la placa de pruebas. Tenga en cuenta que la única conexión entre los dos circuitos integrados es el pin 17 del HT12E al pin 14 del HT12D.
3. Pruebe el diseño asegurándose de que los LED conectados al HT12D se enciendan cuando se presiona su interruptor respectivo en el HT12E. Consulte la sección Solución de problemas para obtener ayuda con problemas comunes.

Ventajas de una configuración de cable anclado

1. Confiable y estable debido a que no hay riesgo de objetos externos como interferencias
2. Relativamente barato
3. Sencillo y sencillo de configurar y solucionar problemas
4. No susceptible de inferencia por otras fuentes externas

Desventajas de una configuración de cable anclado

1. Impracticable para la transmisión de datos a larga distancia
2. El costo aumenta significativamente con una transmisión de largo alcance
3. Difícil de reubicar o reposicionar a diferentes ubicaciones
4. El operador debe permanecer cerca tanto del transmisor como del receptor.
5. Flexibilidad y movilidad de uso reducidas

Paso 4: Fase de transmisión de infrarrojos

1. Desconecte el cable anclado directo del pin 17 del HT12E, conecte el pin de salida de un transmisor de infrarrojos y conecte el transmisor a la alimentación.
2. Desconecte el cable anclado directo del pin 14 del HT12 D, conecte el pin de entrada de un receptor de infrarrojos y conecte el receptor a la alimentación.
3. Pruebe el diseño asegurándose de que los LED conectados al HT12D se enciendan cuando se presiona su interruptor respectivo en el HT12E. Consulte la sección Solución de problemas para obtener ayuda con problemas comunes.

Ventajas de una configuración de transmisión por infrarrojos

1. Seguro para distancias cortas debido al requisito de transmisión de línea de visión
2. El sensor de infrarrojos no se corroe ni se oxida con el tiempo
3. Puede ser operado de forma remota
4. Mayor flexibilidad de uso
5. Mayor movilidad de uso

Desventajas de una configuración de transmisión por infrarrojos

1. No puede penetrar objetos duros / sólidos como paredes o incluso niebla
2. Los infrarrojos a alta potencia pueden dañar los ojos
3. Menos eficaz que la configuración directa de cables atados
4. Requiere un uso específico de frecuencia para evitar interferencias de una fuente externa
5. Requiere una fuente de alimentación externa para operar el transmisor

Paso 5: Fase de transmisión de radio

1. Desconecte el transmisor de infrarrojos de la alimentación y el pin 17 del HT12E, conecte el pin de salida del transmisor de radio de 433MHz. Además, conecte el transmisor a tierra y a la alimentación.
2. Desconecte el receptor de infrarrojos de la alimentación y el pin 14 del HT12D, conecte los pines de datos del receptor de radio de 433MHz. Además, conecte el receptor a tierra y a la alimentación.
3. Pruebe el diseño asegurándose de que los LED conectados al HT12D se enciendan cuando se presiona su interruptor respectivo en el HT12E. Consulte la sección Solución de problemas para obtener ayuda con problemas comunes.

Ventajas de una configuración de transmisión de radio

1. No requiere línea de visión entre el transmisor y el receptor
2. No susceptible a la interferencia de fuentes de luz brillante
3. Fácil y simple de usar.
4. Puede ser operado de forma remota
5. Aumenta la flexibilidad

Desventajas de una transmisión de radio configurada

1. Podría ser susceptible al cruce de usuarios cercanos de otros sistemas de transmisión de radio
2. Número finito de frecuencias
3. Posible interferencia de otras emisoras de radio, por ejemplo: estaciones de radio, servicios de emergencia, conductores de camiones

Paso 6: Transmisor de radio prototipo

1. Transfiera los componentes del transmisor de radio de la placa de pruebas de prototipos a una PCB de creación de prototipos.
2. Suelde los componentes, con referencia al diagrama del paso tres.
3. Use cables de estaño sólido para conectar el circuito, usando cables con mangas donde ocurren superposiciones para evitar cortocircuitos.

Paso 7: prototipo de receptor de radio

1. Transfiera los componentes para el receptor de radio de la placa de prototipos a una PCB de prototipos.
2. Suelde los componentes, con referencia al diagrama del paso tres.
3. Use cables de estaño sólido para conectar el circuito, usando cables con mangas donde ocurren superposiciones para evitar cortocircuitos.

Paso 8: Prototipo de controlador de motor

1. Suelde los enchufes macho a los puertos: IN1-4 y motores A-B, para permitir ajustes fáciles durante la prueba, según el diagrama anterior.
2. Suelde un enchufe hembra a los terminales negativo y positivo, como se muestra en el diagrama anterior.

Qué es un controlador de motor Un controlador de motor actúa como intermediario entre los chips IC, las baterías y los motores del automóvil. Es necesario tener uno porque el chip HT12E generalmente solo puede enviar alrededor de 0.1 amperios de corriente al motor, mientras que el motor requiere varios amperios para funcionar con éxito.

Paso 9: Integración con el kit básico para automóvil

Los siguientes pasos son para convertir el kit básico para automóvil en un automóvil RC funcional.

1. Desconecte la batería del automóvil del circuito.
2. Suelde los cables de puente del prototipo a cada conexión del motor y conéctelos al controlador del motor según el diagrama del paso ocho.
3. Suelde el cable de alimentación para el receptor de radio y el controlador del motor al paquete de baterías ahora desconectado.
4. Conecte los pines de salida del HT12D (pines 10-13) a los encabezados relevantes en el controlador moter según el diagrama en el paso ocho.
5. Alimente el transmisor de radio con una batería USB portátil.

Paso 10: prueba y solución de problemas

Pruebas

1. Después de cada fase de construcción, la entrada al HT12E debe provocar una respuesta (es decir, los LED se encienden o los motores giran) del HT12D.

2. Para controlar el automóvil con el controlador del transmisor de radio:

   • Conducir hacia adelante: mantenga el motor derecho e izquierdo hacia adelante
   • Conducir hacia atrás: mantenga el motor izquierdo y derecho hacia atrás
   • Gire a la izquierda: mantenga el motor derecho hacia adelante y el motor izquierdo hacia atrás
   • Gire a la derecha: mantenga el motor izquierdo hacia adelante y el motor derecho hacia atrás

3. Las características de rendimiento específicas que pueden probarse son:

   • Velocidad
   • Alcance (del transmisor / receptor de radio)
   • Tiempo de respuesta
   • Fiabilidad
   • Agilidad
   • Resistencia (duración de la batería)
   • Capacidad para operar en diversos terrenos y tipos / condiciones de superficie
   • Límites de temperatura de funcionamiento
   • Límite de carga
4. Si no se produce una respuesta o se produce una respuesta incorrecta, siga la guía de solución de problemas a continuación:

Solución de problemas

1. Los motores giran en la dirección opuesta a la prevista
   • Ajuste el orden en el que se conectan los cables de puente del prototipo en el controlador del motor (todos los pines se pueden cambiar)
   • El circuito está en cortocircuito: compruebe las juntas de soldadura y las conexiones del cable de puente

2. Los motores / circuitos no se encienden

   • Es posible que el circuito no tenga suficiente voltaje / corriente para encenderse
   • Compruebe si falta una conexión (incluida la alimentación)
3. La luz de transmisión habilitada no funciona
   • Los LED están polarizados, asegúrese de que esté en la orientación correcta
   • Es posible que el LED se haya fundido debido a una corriente / voltaje demasiado alto
   • Los circuitos realmente no reciben señales, verifique las conexiones nuevamente

4. El transmisor / receptor de radio no es lo suficientemente fuerte

   • Verifique si otras personas también están usando los transmisores / receptores de radio
   • Agregue una antena adicional (puede ser un cable) para mejorar la conexión
   • Apunte el transmisor / receptor en la dirección general el uno del otro, pueden ser de baja calidad