遙控車玩起來總是很有趣，我個人是這些遙控車的忠實粉絲， 并且已經(jīng)（仍然）廣泛地玩過它們。如今，這些汽車中的大多數(shù)都提供了巨大的扭矩來應(yīng)對崎嶇的地形，但有些東西總是滯后，它的速度??！。。 所以，在這個項目中，我們將 使用 Arduino 構(gòu)建一個完全不同類型的 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 無芯直流電機(jī)。這些電機(jī)通常用于無人機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為 39000 RPM 這應(yīng)該足以滿足我們對速度的渴望。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。

遙控車用無芯直流電機(jī)

該項目中使用的無芯直流電機(jī)如下圖所示。您可以輕松找到它們，因為它們廣泛用于迷你無人機(jī)。只需尋找 8520 磁性微型空心杯電機(jī)，您就會找到這些。

現(xiàn)在，將直流電機(jī)用于遙控車存在某些缺點。首先是它們提供非常低的啟動扭矩，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)建整個汽車并盡可能減小電路板尺寸的原因。第二個問題是它的高速，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。理清了這些問題，我們來看看搭建這個項目所需要的材料。

所需材料

3.3V Arduino Pro Mini

Arduino納米

NRF24L01 – 2 個

操縱桿模塊

SI2302 MOSFET

1N5819 二極管

無鐵芯 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。如果您對這兩個模塊完全陌生，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 上運行，因此我們在 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 PCB。

RF 操縱桿電路的Arduino 代碼非常簡單，我們必須從操縱桿中讀取 X 值和 Y 值并通過 nRF24L01 將其發(fā)送到 RC 車。該電路的完整程序可以在本頁底部找到。我們不會對此進(jìn)行解釋，因為我們已經(jīng)在上面共享的接口項目鏈接中討論了它。

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 TCRT5000 IR 模塊的選項。這是為了讓我們的遙控車能夠作為線跟隨機(jī)器人工作，這樣它就可以獨立工作而不受外部控制。但是，為了這個項目，我們不會專注于它，請繼續(xù)關(guān)注另一個項目教程，我們將在其中嘗試構(gòu)建“Fastest Line Follower Robot”。為了便于構(gòu)建，我將兩個電路組合在一個 PCB 上，您可以忽略該項目的 IR 傳感器和運算放大器部分。

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)動我們的兩個 BLDC 電機(jī)，我們使用了兩個 SI2302 MOSFET。確保這些 MOSFET 可由 3.3V 驅(qū)動非常重要。如果您找不到完全相同的部件號，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 時完全開啟。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，因此它是一個理想的選擇。

為 Arduino 遙控車制造 PCB

構(gòu)建這個項目的有趣部分是 PCB 開發(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)計了一個看起來像汽車的形狀，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)計自己的 PCB，或者您可以使用我的 PCB 設(shè)計，完成后如下所示。

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

組裝印刷電路板

我打開焊條并開始組裝電路板。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，因此組裝電路板沒有問題。從開箱開始，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thingiverse 鏈接下載它來使用 3D 模型。

我使用 Cura 對我的模型進(jìn)行切片并使用 Tevo Terantuala 打印它們，沒有支撐和 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?？?，我發(fā)現(xiàn)設(shè)計一個與電機(jī)軸緊密貼合的輪子非常困難。因此，我決定在輪子內(nèi)使用無人機(jī)葉片，如下所示

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

對 Arduino 進(jìn)行編程

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

我們通過包含所需的頭文件來啟動程序。請注意，nRF24l01 模塊需要將庫添加到您的 Arduino IDE，您可以使用此鏈接從 Github 下載 RF24 庫。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 
#include "RF24.h"
RF24 myRadio (7, 8);

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 個頻段，因為它不擁塞，并且已將模塊設(shè)置為低功耗運行，您也可以使用這些設(shè)置。

無效設(shè)置（）{
  串行.開始（9600）；
  myRadio.begin();
  myRadio.setChannel(115); //115頻段以上WIFI信號
  myRadio.setPALevel(RF24_PA_MIN); //MIN 功率低范圍
  myRadio.setDataRate(RF24_250KBPS); //最低速度
}

接下來在主循環(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 模塊接收到的值來控制我們的 RC 汽車。

無效讀取數(shù)據(jù)（）
{
  myRadio.openReadingPipe(1, 0xF0F0F0F0AA); //讀取哪個管道，40位地址
  myRadio.startListening(); //停止傳輸并開始接收
  if (myRadio.available())
  {
    而（myRadio.available（））
    {
      myRadio.read( &data, sizeof(data) );
    }
    Serial.print("\n收到:");
    序列號.println(data.msg);
    收到 = data.msg;
    控制車（）；
  }
}

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函數(shù)來進(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 FTDI 模塊取出電池和電路板進(jìn)行測試。啟動您的代碼，打開串行電池，您應(yīng)該會收到來自發(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

#include "RF24.h "

RF24 myRadio (7, 8);

結(jié)構(gòu)包

{

int msg = 0;

};

字節(jié)地址[][6] = {"0"};

typedef struct package 封裝；

包裝資料；

無效設(shè)置（）

{

序列.開始（9600）；

myRadio.begin();

myRadio.setChannel(115); //115頻段以上WIFI信號

myRadio.setPALevel(RF24_PA_MAX); //MAX power long 憤怒

myRadio.setDataRate(RF24_250KBPS); //最小速度

延遲(500);

Serial.print("遠(yuǎn)程初始化");

}

向前詮釋；

逆向；

int左;

詮釋正確；

無效循環(huán)（）

{

int xValue = 模擬讀?。ˋ0）；//讀取JoyX值

int yValue = analogRead(A1); //讀取JoyY值

//Serial.print(xValue); 序列號.print(" , "); Serial.println(yValue);

if (xValue>560 && xValue<1000) // 為向上過濾 JoyX

{

forward = map (xValue, 560, 1000, 1, 10); //將 Joyx-up 轉(zhuǎn)換為 0-10

//Serial.print("F="); Serial.println(轉(zhuǎn)發(fā));

data.msg = 轉(zhuǎn)發(fā)；寫入數(shù)據(jù)（）；延遲（50）；

}

if (xValue<500 && xValue > 10) // 過濾 JoyX 的 break

{

reverse = map (xValue, 10, 500, 20, 11); //將JoyX-down轉(zhuǎn)換為11-20

//Serial.print("B="); Serial.println(反向);

data.msg = 反向；寫入數(shù)據(jù)（）；延遲（50）；

}

else if (yValue>600 && yValue<1000) // 為右過濾 JoyY

{

right = map (yValue, 600, 1000, 21, 30); //將 JoyY-right 轉(zhuǎn)換為 21-30

//Serial.print("R="); Serial.println(右);

data.msg = 對；寫入數(shù)據(jù)（）；延遲（50）；

}

else if (yValue<450 && yValue > 10) // 過濾 JoyY 為 left

{

left = map (yValue, 10, 450, 40, 31); //將JoyY-left轉(zhuǎn)換為31-40

//Serial.print("

data.msg = 左；寫入數(shù)據(jù)（）；延遲（50）；

}

/* else

{

Serial.println("Rest");

數(shù)據(jù).msg = 0; 寫入數(shù)據(jù)（）；延遲（50）；

}

*/

}

void WriteData()

{

myRadio.stopListening(); //停止接收并開始發(fā)送

myRadio.openWritingPipe(0xF0F0F0F0AA); //在這個 40 位地址上發(fā)送數(shù)據(jù)

myRadio.write(&data, sizeof(data));

//Serial.print("\nSent:");

//Serial.println(data.msg);

延遲（50）；

}

void ReadData()

{

myRadio.openReadingPipe(1, 0xF0F0F0F066); // 讀取哪個管道，40 位地址

myRadio.startListening(); //停止傳輸并開始接收

if ( myRadio.available())

{

while (myRadio.available())

{

myRadio.read( &data, sizeof(data) );

}

Serial.print("\n收到:");

序列號.println(data.msg);

}

}





無刷直流電機(jī)


/*CE - 7

MISO - 12

MOSI - 11

SCK - 13

CS - 8

最近用 nano 測試

*/

/*PIN DEFANITIONS*/

#define R_IR 3

#define L_IR 4

#define L_MR 5

#define R_MR 6

#define min_speed 200

#定義 max_speed 800

#include

#include "RF24.h"

RF24 myRadio (7, 8);

結(jié)構(gòu)包

{

int msg;

};

typedef struct package 封裝；

包裝資料；

字節(jié)地址[][6] = {"0"};

無效設(shè)置（）{

pinMode（R_IR，輸入）；

pinMode（L_IR，輸入）；

pinMode（L_MR，輸出）；

pinMode（R_MR，輸出）；

串行.開始（9600）；

myRadio.begin();

myRadio.setChannel(115); //115頻段以上WIFI信號

myRadio.setPALevel(RF24_PA_MIN); //MIN 功率低

范圍 myRadio.setDataRate( RF24_250KBPS ) ; //最低速度

}

int received;

無效循環(huán)（）{

讀取數(shù)據(jù)（）；

}

void Control_Car()

{

if (received>=1 && received <=10) // 向前移動

{

int PWM_Value = map (received, 1, 10, min_speed, max_speed);

模擬寫入（R_MR，PWM_Value）；

模擬寫入（L_MR，PWM_Value）；

}

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) // 右轉(zhuǎn)

{

int PWM_Value = map (received, 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 (received, 31, 40, min_speed, max_speed);

類比寫入（R_MR，0）；

模擬寫入（L_MR，PWM_Value）；

}

}

void ReadData()

{

myRadio.openReadingPipe(1, 0xF0F0F0F0AA); //讀取哪個管道，40位地址

myRadio.startListening(); //停止傳輸并開始接收

if ( myRadio.available())

{

while (myRadio.available())

{

myRadio.read( &data, sizeof(data) );

}

Serial.print("\n收到:");

序列號.println(data.msg);

收到 = data.msg;

控制車（）；

}

else //如果不是來自 RF 的數(shù)據(jù)

{

//analogWrite(R_MR,0);

//analogWrite(L_MR,0);

}

}

void WriteData()

{

myRadio.stopListening(); //停止接收并開始發(fā)送

myRadio.openWritingPipe(0xF0F0F0F066);//在這個 40 位地址上發(fā)送數(shù)據(jù)

myRadio.write(&data, sizeof(data));

Serial.print("\n已發(fā)送：");

序列號.println(data.msg);

延遲（300）；

}