Skateboard électrique sensible à la pression : 7 étapes

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

Cette instructable a été créée pour répondre aux exigences du projet du Makecourse à l'Université de Floride du Sud (www.makecourse.com). L'instructable suivante expliquera le processus de construction d'une planche à roulettes électrique qui utilise un tampon sensible à la pression comme contrôleur de vitesse. Le pad fonctionne avec une carte Arduino Uno ainsi qu'un moteur électrique et un esc (contrôleur de vitesse électronique).

Ci-joint une vidéo qui donne un aperçu de l'ensemble du projet.

Étape 1: Liste des pièces

Afin de construire cette carte, vous aurez besoin des éléments suivants.

1. Un skateboard complet, avec deck, trucks, roues et roulements.

2. Une carte microcontrôleur Arduino. J'ai utilisé une carte Uno, qui peut être trouvée ici.

3. Un circuit de maquette. Half Size est plus que suffisant pour cette application.

4. Velostat, une feuille semi-conductrice qui sera utilisée pour le coussin de pression, qui peut être achetée ici.

5. Un moteur électrique sans balais. Vous pouvez utiliser différents moteurs kv en fonction de votre budget et de vos préférences de vitesse. Dans ma construction, j'ai utilisé un moteur de 280 kv que vous pouvez trouver ici.

6. Un contrôleur de vitesse électronique (esc) pour les véhicules radiocommandés. Assurez-vous d'acheter un variateur avec un ampérage plus élevé que celui requis par le moteur. Je suis allé avec ce contrôleur.

7. Batteries, j'ai utilisé quatre batteries Li-po 3s pour s'adapter à mon budget, vous pouvez utiliser vos types de batteries préférés tant qu'ils sont compatibles avec votre esc et fourniront suffisamment d'ampérage pour alimenter votre moteur. Ce sont les batteries qui sont utilisés dans cette construction.

8. Connecteurs Bullet mâles pour les connexions de la batterie. Vous pouvez trouver un pack qui a à la fois des connecteurs mâles et femelles ici.

9. Engrenages/Poulies pour la transmission. Ma construction utilisait un petit engrenage à 14 dents et un grand engrenage à 36 dents. Les fichiers de pièce Solidworks sont joints ci-dessous.

10. Une courroie de distribution.

11. Une boîte pour loger l'électronique. Cela peut être votre propre conception, ou vous pouvez modifier ce boîtier assez facilement.

Étape 2: Assemblage du capteur de pression Velostat

Velostat est un matériau électriquement conducteur qui est vendu comme matériau d'emballage. Il a une propriété unique qui le rend utilisable comme capteur de pression, qui fait varier la résistance électrique en fonction de la quantité de pression qui lui est appliquée. Afin de profiter de cette propriété, vous devez y faire passer un courant électrique.

Pour commencer l'assemblage du capteur, vous devrez couper un morceau de votre vélostat à la taille et à la forme que vous préférez. Gardez à l'esprit qu'il sera placé sur le dessus de la planche à roulettes à l'endroit où se trouve votre pied avant, alors basez votre taille sur la planche que vous utilisez.

Coupez deux morceaux de feuille conductrice à une taille légèrement inférieure à celle du vélostat. Feuille d'aluminium domestique avec du travail pour cela.

Ensuite, vous devrez couper et dénuder le câblage du capteur. À l'aide d'un fil de calibre 18-20, dénudez environ deux à trois pouces de l'isolant au bout de deux fils.

Connectez chaque fil à l'une de vos feuilles d'aluminium, puis placez chaque feuille sur les côtés opposés de votre coussin Velostat.

Vous avez maintenant assemblé votre capteur de pression terminé.

Étape 3: Câblage du circuit Arduino

Une fois votre capteur de pression assemblé, vous devrez le connecter à votre carte Arduino Uno. Reportez-vous à la photo ci-dessus comme schéma de câblage.

Soudez les fils du capteur aux fils de liaison pour l'Arduino. Ceux-ci seront utilisés comme vos pistes positives et négatives.

Connectez la sortie 5V du côté analogique de l'Arduino à la bande positive d'une planche à pain et connectez le fil positif (fil rouge à gauche de l'image) au canal positif de la planche à pain.

Connectez votre fil négatif (fil bleu à gauche de l'image) à la planche à pain, puis exécutez une résistance de 120 ohms du fil négatif de la planche à pain à une autre partie de la planche à pain. Cela servira de diviseur de tension afin que vous puissiez prendre la tension de sortie du capteur et la transformer en données utilisables dans l'Arduino.

Connectez la résistance à la terre de la maquette et reliez la maquette à l'Arduino.

Attachez un fil à la planche à pain sur la bande qui contient votre fil négatif et la résistance du diviseur de tension. Assurez-vous de le fixer sur le côté opposé de la résistance que le fil négatif. Faites passer ce fil dans une entrée analogique de votre carte Arduino. Ce sera là que l'Arduino recevra le signal qu'il se transformera en une réponse d'accélérateur.

Enfin, connectez les cavaliers aux bandes positives et négatives (fils orange et vert dans le schéma) de la planche à pain avec un autre cavalier qui se connecte à l'Arduino. Assurez-vous de connecter ce dernier cavalier à une broche numérique marquée comme une broche PWM. Ce seront les entrées d'alimentation et de signal de votre esc.

Étape 4: Programmation de l'Arduino

À l'aide d'Arduino IDE, créez un croquis qui prendra le signal de votre capteur et le mappera dans une réponse de l'accélérateur. Vous devrez inclure la bibliothèque Servo fournie avec l'IDE. Les images ci-dessus montrent mon croquis et j'ai joint le fichier du programme ci-dessous.

Lisez les lignes commentées pour une description plus claire du croquis.

Étape 5: Assemblage du circuit d'alimentation et de commande du moteur

Selon les batteries que vous avez achetées pour votre build, cette étape peut varier légèrement.

Ma construction nécessitait 4 batteries fonctionnant en parallèle afin d'atteindre l'ampérage nécessaire.

Pour connecter les batteries à l'ESC, vous devrez souder les connexions de la batterie à l'ESC. À l'aide d'un fil de calibre 10, soudez un fil pour chaque batterie aux fils positifs et négatifs de l'ESC. Assurez-vous de laisser suffisamment de fil pour atteindre vos batteries, alors pensez à le placement de la batterie avant de commencer cette étape.

Ensuite, soudez chaque fil positif et négatif à un connecteur mâle. Tenez compte de la batterie à laquelle vous connecterez ces prises afin de garder votre câblage simple et propre.

Connectez le côté sortie du signal de l'ESC au moteur sans balai.

Connectez les petits fils de signal de l'ESC aux cavaliers sur la planche à pain de la fin de l'étape précédente.

Étape 6: Montage de l'ensemble moteur

Le moteur aura un point de montage en usine, mais vous devrez fabriquer un support pour le fixer à la carte. J'ai utilisé un morceau de tôle mince, coupé et plié à la bonne taille.

Alignez votre moteur là où vous souhaitez qu'il soit monté sur le support et percez des trous. Fixez le moteur au support.

Vous voudrez attacher vos pignons de distribution au moteur et à votre roue motrice afin de pouvoir monter le moteur avec la tension de la courroie considérée.

Attachez la courroie au moteur et alignez-la là où le support doit être monté. Percez des trous pour le support du moteur dans la carte et boulonnez le support du moteur sur la carte.

Étape 7: Assemblage final de la carte

Prenez le boîtier pour vos appareils électroniques et percez un trou à l'avant, d'environ un pouce de diamètre, de sorte qu'il soit suffisamment grand pour que les fiches de la batterie puissent y passer.

Vous devrez déterminer l'emplacement de votre boîtier électronique et percer des trous de montage au bas de celui-ci. Percez des trous pour faire correspondre les trous de montage sur le boîtier dans la planche à roulettes et boulonnez le boîtier sur le pont. Assurez-vous de le monter avec le bas du boîtier sur la carte pour un accès facile à l'électronique.

Mettez les piles et l'ESC en place dans la boîte et faites sortir les fils du trou à l'avant. Branchez l'adaptateur 9V dans l'Arduino et connectez les batteries à l'ESC. Connectez l'ESC aux cavaliers de la maquette et branchez le moteur.

L'ESC dans la liste des pièces est préprogrammé et fonctionnera immédiatement, mais tous les contrôleurs ne le seront pas et vous devrez peut-être consulter les instructions de votre contrôleur pour le programmer.