Voiture jouet électrique alimentée par RC : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Par: Peter Tran 10ELT1

Ce didacticiel détaille la théorie, la conception, la fabrication et le processus de test d'une voiture jouet électrique à télécommande (RC) utilisant les puces HT12E/D IC. Les tutoriels détaillent les trois étapes de la conception d'une voiture:

1. Câble attaché
2. Contrôle infrarouge
3. Contrôle de fréquence radio

Une section de dépannage est également disponible pour résoudre les problèmes courants qui peuvent survenir.

Fournitures

Kit de voiture de base

1x kit de robot de suivi de ligne (LK12070)

Phase de câble captif

• 1x planche à pain de prototypage
• Câbles de démarrage de planche à pain
• Puce IC HT12E (avec prise)
• Puce IC HT12E (avec prise)
• 1x résistance 1MΩ
• 4x interrupteur à bouton momentané
• 1x 47kΩ Résistance
• 4x DEL
• Source de courant

Phase de transmission infrarouge

• 1x émetteur infrarouge (ICSK054A)
• 1x récepteur infrarouge (ICSK054A)

Phase de transmission radio

• 1x émetteur RC 433MHz
• 1x 433MHZ RC Récepteur

Intégration dans le kit de voiture de base

• 2x cartes de circuits imprimés prototypes
• 1x pilote de moteur L298N

Étape 1: Comprendre la puce IC HT12E/D

Les puces IC HT12E et HT12E sont utilisées ensemble pour les applications du système de contrôle à distance, pour transmettre et recevoir des données par radio. Ils sont capables de coder 12 bits d'informations qui se composent de 8 bits d'adresse et de 4 bits de données. Chaque adresse et entrée de données est programmable de l'extérieur ou alimentée à l'aide de commutateurs.

Pour un fonctionnement correct, une paire de puces HT12E/D avec le même format d'adresse/données doit être utilisée. Le décodeur reçoit l'adresse série et les données, transmises par une porteuse à l'aide d'un support de transmission RF et fournit une sortie aux broches de sortie après le traitement des données.

Description de la configuration des broches HT12E

Broches 1-8: Broches d'adresse pour configurer les 8 bits d'adresse, permettant 256 combinaisons différentes.

Broche 9: Broche de terre

Broches 10-13: broches de données pour configurer les 4 bits de données

Broche 14: broche d'activation de la transmission, agit comme un commutateur pour permettre la transmission des données

Broche 15-16: Oscilloscope OUT/IN respectivement, nécessite une résistance de 1M ohm

Broche 17: broche de sortie de données d'où sortent les informations 12 bits

Broche 18: Broche d'entrée d'alimentation

Description de la configuration des broches HT12D

Broches 1-8: broches d'adresse, doivent correspondre à la configuration du HT12E

Broche 9: Broche de terre

Broches 10-13: broches de données

Broche 14: Broche d'entrée de données

Broches 15-16: Oscilloscope IN/OUT respectivement, nécessite une résistance de 47 k ohms

Broche 17: Broche de transmission valide, agit comme indicateur de la réception des données

Broche 18: Broche d'entrée d'alimentation

Pourquoi l'encodeur HT12E est-il utilisé ?

Le HT12E est largement utilisé dans les systèmes de contrôle à distance, en raison de sa fiabilité, sa disponibilité et sa facilité d'utilisation. De nombreux smartphones communiquent désormais via Internet, mais la plupart des smartphones disposent toujours d'un HT12E pour éviter la congestion d'Internet. Alors que le HT12E utilise l'adresse pour transmettre avec les données transmises, avec 256 combinaisons possibles de 8 bits, sa sécurité est encore très limitée. Lorsqu'un signal est diffusé, il est impossible de retracer l'émetteur, ce qui rend l'adresse du signal potentiellement devinable par n'importe qui. Cette limitation d'adresse rend l'utilisation du HT12E adaptée uniquement à une distance plus courte. À une distance plus courte, l'émetteur et le récepteur peuvent se voir, comme la télécommande du téléviseur, la sécurité à domicile, etc. Dans les produits commerciaux, certaines télécommandes peuvent remplacer d'autres en tant que « télécommande universelle ». Parce qu'ils sont conçus pour une distance plus courte, de nombreux appareils ont la même entrée d'adresse pour plus de simplicité.

Étape 2: Construire le kit de voiture de base

Le kit de voiture de base pour ce projet provient d'un kit de robot de suivi de ligne. Les étapes de construction et de fabrication peuvent être trouvées dans le lien suivant:

Le kit de voiture de base sera finalement converti pour devenir une voiture contrôlée par RC, en utilisant les puces IC HT12E/D.

Étape 3: Phase de câble captif

1. Utilisez une maquette de prototypage et des câbles de démarrage de prototypage.
2. Suivez le schéma ci-dessus pour monter et connecter les composants à la maquette. Notez que la seule connexion entre les deux circuits intégrés est la broche 17 sur le HT12E à la broche 14 sur le HT12D.
3. Testez la conception en vous assurant que les LED connectées au HT12D s'allument lorsque leur interrupteur respectif sur le HT12E est enfoncé. Consultez la section Dépannage pour obtenir de l'aide sur les problèmes courants.

Avantages d'une configuration de câble attaché

1. Fiable et stable en raison de l'absence de risque d'objets externes comme interférence
2. Relativement bon marché
3. Simple et simple à configurer et à dépanner
4. Non susceptible d'être inféré par d'autres sources externes

Inconvénients d'une configuration de câble attaché

1. Impraticable pour la transmission de données à longue distance
2. Le coût devient nettement plus élevé avec une transmission à longue portée
3. Difficile de déménager ou de repositionner à différents endroits
4. L'opérateur doit rester à proximité de l'émetteur et du récepteur
5. Flexibilité et mobilité d'utilisation réduites

Étape 4: Phase de transmission infrarouge

1. Déconnectez le câble attaché direct de la broche 17 du HT12E, connectez la broche de sortie d'un émetteur infrarouge et connectez l'émetteur à l'alimentation.
2. Déconnectez le câble attaché direct de la broche 14 du HT12 D, connectez la broche d'entrée d'un récepteur infrarouge et connectez le récepteur à l'alimentation.
3. Testez la conception en vous assurant que les LED connectées au HT12D s'allument lorsque leur interrupteur respectif sur le HT12E est enfoncé. Consultez la section Dépannage pour obtenir de l'aide sur les problèmes courants.

Avantages d'une installation de transmission infrarouge

1. Sécurisé sur de courtes distances en raison de l'exigence de transmission en visibilité directe
2. Le capteur infrarouge ne se corrode pas et ne s'oxyde pas avec le temps
3. Peut être télécommandé
4. Flexibilité d'utilisation accrue
5. Mobilité d'utilisation accrue

Inconvénients d'une configuration de transmission infrarouge

1. Ne peut pas pénétrer les objets durs/solides tels que les murs, ou même le brouillard
2. L'infrarouge à haute puissance peut endommager les yeux
3. Moins efficace que la configuration directe avec fil captif
4. Nécessite une utilisation spécifique de la fréquence pour éviter les interférences d'une source externe
5. Nécessite une source d'alimentation externe pour faire fonctionner l'émetteur

Étape 5: Phase de transmission radio

1. Débranchez l'émetteur infrarouge de l'alimentation et la broche 17 du HT12E, connectez la broche de sortie de l'émetteur radio 433MHz. Connectez également l'émetteur à la terre et à l'alimentation.
2. Débranchez le récepteur infrarouge de l'alimentation et de la broche 14 du HT12D, connectez les broches de données du récepteur radio 433MHz. Connectez également le récepteur à la terre et à l'alimentation.
3. Testez la conception en vous assurant que les LED connectées au HT12D s'allument lorsque leur interrupteur respectif sur le HT12E est enfoncé. Consultez la section Dépannage pour obtenir de l'aide sur les problèmes courants.

Avantages d'une installation de transmission radio

1. Ne nécessite pas de visibilité directe entre l'émetteur et le récepteur
2. Non sensible aux interférences des sources lumineuses vives
3. Facile et simple à utiliser
4. Peut être télécommandé
5. Augmente la flexibilité

Inconvénients d'une installation de transmission radio

1. Peut être susceptible d'être croisé par les utilisateurs à proximité d'autres systèmes de transmission radio
2. Nombre fini de fréquences
3. Interférences possibles d'autres radiodiffuseurs, par exemple: stations de radio, services d'urgence, chauffeurs de camion

Étape 6: Prototype d'émetteur radio

1. Transférez les composants de l'émetteur radio de la maquette de prototypage vers un PCB de prototypage.
2. Soudez les composants, en vous référant au schéma de l'étape trois.
3. Utilisez des fils d'étain solides pour connecter le circuit ensemble, en utilisant des fils gainés où des chevauchements se produisent pour éviter les courts-circuits.

Étape 7: prototype de récepteur radio

1. Transférez les composants du récepteur radio de la maquette de prototypage vers un PCB de prototypage.
2. Soudez les composants, en vous référant au schéma de l'étape trois.
3. Utilisez des fils d'étain solides pour connecter le circuit ensemble, en utilisant des fils gainés où des chevauchements se produisent pour éviter les courts-circuits.

Étape 8: Prototype de pilote de moteur

1. Soudez les prises mâles aux ports: IN1-4 et moteurs A-B, pour permettre des ajustements faciles pendant les tests, selon le schéma ci-dessus.
2. Soudez une prise femelle aux bornes négative et positive, selon le schéma ci-dessus.

Qu'est-ce qu'un pilote de moteur ? Un contrôleur de moteur agit comme un intermédiaire entre les puces IC, les batteries et les moteurs de la voiture. Il est nécessaire d'en avoir un car la puce HT12E ne peut généralement transmettre qu'environ 0,1 ampères de courant au moteur, alors que le moteur nécessite plusieurs ampères pour fonctionner correctement.

Étape 9: Intégration avec le kit de voiture de base

Les étapes suivantes consistent à convertir le kit de voiture de base en une voiture RC fonctionnelle.

1. Débranchez la batterie de la voiture du circuit.
2. Soudez les câbles de démarrage du prototype à chaque connexion du moteur et connectez-les au pilote du moteur conformément au schéma de l'étape huit.
3. Soudez le câble d'alimentation du récepteur radio et du pilote de moteur au bloc-piles maintenant déconnecté.
4. Connectez les broches de sortie du HT12D (broches 10-13) aux en-têtes appropriés sur le pilote de moteur selon le schéma de l'étape huit.
5. Alimentez l'émetteur radio à l'aide d'une batterie USB portable.

Étape 10: Test et dépannage

Essai

1. Après chaque phase de construction, l'entrée dans le HT12E devrait susciter une réponse (c'est-à-dire que les LED s'allument ou que les moteurs tournent) du HT12D.

2. Pour contrôler la voiture à l'aide du contrôleur de l'émetteur radio:

   • Conduisez vers l'avant: maintenez les deux moteurs gauche et droit vers l'avant
   • Conduisez vers l'arrière: maintenez les deux moteurs gauche et droit vers l'arrière
   • Tourner à gauche: maintenez le moteur droit vers l'avant et le moteur gauche vers l'arrière
   • Tournez à droite: maintenez le moteur gauche en avant et le moteur droit en arrière

3. Les caractéristiques de performance spécifiques qui peuvent être testées sont:

   • La vitesse
   • Portée (de l'émetteur/récepteur radio)
   • Temps de réponse
   • Fiabilité
   • Agilité
   • Endurance (autonomie de la batterie)
   • Capacité à opérer dans divers types/conditions de terrain et de surface
   • Limites de température de fonctionnement
   • Limite de charge
4. Si aucune réponse ou une réponse incorrecte ne se produit, suivez le guide de dépannage ci-dessous:

Dépannage

1. Les moteurs tournent dans la direction opposée à ce qui était prévu

   • Ajustez l'ordre dans lequel les câbles de démarrage prototypes sont connectés sur le pilote du moteur (toutes les broches peuvent être inversées)
   • Le circuit est en court-circuit: vérifiez les soudures et les connexions des câbles de démarrage

2. Les moteurs/circuits ne s'allument pas

   • Le circuit peut ne pas avoir assez de tension/courant pour s'allumer
   • Vérifiez s'il y a une connexion manquante (y compris l'alimentation)

3. La lumière activée par la transmission ne fonctionne pas

   • Les LED sont polarisées, assurez-vous qu'elles sont dans le bon sens
   • La LED peut avoir grillé en raison d'un courant/tension trop élevé
   • Les circuits ne reçoivent vraiment pas de signaux, vérifiez à nouveau les connexions

4. L'émetteur/récepteur radio n'est pas assez puissant

   • Vérifiez si d'autres personnes utilisent également actuellement les émetteurs/récepteurs radio
   • Ajoutez une antenne supplémentaire (peut être un fil) pour booster la connexion
   • Pointez l'émetteur/récepteur dans la direction générale l'un de l'autre, ils peuvent être de mauvaise qualité