[进阶]自制一辆遥控悍马 精华

2024-3-19 15:52:58 [显示全部楼层]
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[进阶] 自制一辆遥控悍马

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本帖最后由 RRoy 于 2024-3-19 15:52 编辑

这周和大家分享一个14岁的学生参加一个AI挑战赛,利用ChatGPT的帮助做的遥控车项目,包含作者的心路历程。

自制一辆遥控悍马图1

自制一辆遥控悍马图2
所需材料
  • Fly Sky控制器/接收器(任何控制器都可以)
  • Arduino Nano(也可以购买其他基于ATmega328的更便宜的开发板)
  • L298N电机驱动器
  • 电池组(作者使用了另一辆遥控车的电池)更新:由于电机较小,应该可以使用9V电池。(我还没有测试过)(只需确保有电池连接器)
  • 直流电机组
  • 微型舵机
  • 母头T形插头
  • 母对母连接线
  • 3mm LED/电阻(可选)
  • M3螺丝包
  • 钻头 + 六角扳手
  • 3D打印
  • PLA
  • TPU (可选)

3D打印文件见此处:https://makerworld.com/zh/models/250674?from=search#profileId-266940
第1步:ChatGPT的挑战
自制一辆遥控悍马图3

为了开始这个挑战,我打开ChatGPT,输入了一些参数。

我告诉它给我一个包含电子、3D打印、经济实惠,并且难度适中的项目挑战。

我不希望太简单或太困难,而是希望能够挑战我的大脑,同时又可以完成。

自制一辆遥控悍马图4

大家可以查看图片,了解我在ChatGPT中输入的内容以及结果——制作一辆可运转的遥控车!

为了控制预算,我决定不使用无刷电机和大电池。我还打算尽可能利用自己的元件,只在绝对必要时才购买。

我还有一个个人的小目标——让这个项目完全独立而且独一无二。

ChatGPT给我的一个挑战是使用舵机转向。

如果不使用舵机,我可以使用四轮驱动,使用两个电机驱动器,进行履带式驱动。我很高兴它更加复杂,因为这样我能学到更多新东西,而四轮驱动非常简单,根本不会给我带来挑战。

我做了大量研究(比如学习如何创建转向系统),然后开始折腾起来!

第2步:建模
首先我想要通过确定遥控车的尺寸来开始这个项目。

我希望它能够很小,但当我开始组装零件时,我意识到它需要稍大一些,以便容纳所有元件。

自制一辆遥控悍马图5

我在Fusion 360中设计了底盘,并经历了许多需要容纳Arduino和不同电池盒的设计。

我在这个过程中学到了人必须保持灵活,当某些东西行不通时也不要感到沮丧。我花费了许多小时进行设计、3D打印原型、发现问题,然后重复这个过程,但每次我都能学到一些东西。

底盘中最具挑战性的部分是转向机构。

我花费了大量时间研究转向是如何工作的,以及如何让它应用于我的小型遥控车上。同样,我经历了大量的试错,直到最终获得了一个可行的设计。

最后,我需要一个车身。我希望它看起来很酷,最终选择了悍马!我使用照片并将它们导入到Fusion 360中,获得良好的形状,然后我添加了诸如灯光、车门和天线孔等细节。

第3步:代码
现在是写代码的时候了!我已经掌握了Arduino的基本编码知识,但现在我必须学习如何将编码付诸实践,使用遥控器。

我有一个FlySky控制器,需要学习如何编码PWM/IBUS,并使其与Arduino Nano一起工作。

自制一辆遥控悍马图6

我首先尝试读取PWM,但无法让它工作。我能够读取它,但信号在我没有移动控制器的情况下也会改变。

然后我了解到IBUS,开始借鉴一些示例代码,只是为了看看IBUS是如何工作的。在学会如何读取信号后,我将它融入到自己的设计中。

我编写了一些代码来读取通道,然后将通道值写入 Excel 中。这些值有高、中、低三个状态。(因此控制器上的一个开关是(2000, -----, 1000),而操纵杆(CH1)则是(2000, PWM, 1000))。然后,我使用 Excel 通过控制器控制电机。

经过非常长的时间,终于写好了一些代码。尝试了很多次,其中一些问题是极限值略有偏差,导致代码混乱,电机无法移动。后来我通过为变量添加约束来解决了这个问题。在这其中当然也遇到了一些其他问题,不过都很简单。

完整代码的代码可以在组装步骤查看。

第4步:测试和发现问题
在测试阶段,遇到了很多问题,难以想象一家真正的汽车公司会经历什么!

自制一辆遥控悍马图7

以下是一些主要问题:

(问题 - 原因)
  • 运动缓慢 - 电机太便宜了
  • 无法在任何粗糙表面上行驶 - 电机太便宜了+车轮太小
  • 电池电量很快就耗尽 - 9V电池无法承受电流
  • 转向系统工作正常,但在底盘上占用了大量空间
  • 底盘很凌乱(导线和模块堆叠在一起) - 尝试尽量简单小巧

第5步:解决问题
接下来,着手解决这些问题!

我研究了更多转向方法,好可以获得更高的空间利用率,同时仍然保持功能性。最终我选择了阿克曼转向(Ackermann steering)。

为了解决电机无力和运动缓慢的问题,我买了一些更强劲的电机,并使用Fusion 360设计了3D打印的大轮胎,具有更好的牵引力,使用TPU 3D打印,因此它们既坚固又有一些柔韧性。(你不一定需要使用TPU打印,但如果有的话我建议使用)

为了整理底盘,我设计了挡板来帮助规划组件位置。使用了螺丝把Nano板和L298N电机驱动器固定。

为了解决电池问题,我把2节9V电池更换为1节可充电的遥控车锂离子电池,它的能量存储能力更高。现在它可以运行更长时间,并提供更多电流!

第6步:最终结果
我成功了!从头开始创造了一辆可以运转的遥控车!

自制一辆遥控悍马图8

虽然由于顶部的电线纠缠在一起,内部看起来有些凌乱,但如果你把它们移开,你会发现一切还是紧凑有序的。

自制一辆遥控悍马图9

我后来决定增加一个硅胶喷雾,用来喷在轮子上以增加抓地力。

下面是两个测试视频。

▼ 在水泥路上行驶






▼ 越野





第7步:如何自己组装
我没有在文章里把步骤写的很详细,大家可以结合视频来看一下。

▼ 组装视频








你将需要的一些工具:
  • 电动螺丝刀

你肯定需要一个电动螺丝刀来拧入所有的螺丝。大部分模型都是通过将螺丝拧入3D打印件来组装的。(否则你的手腕会累死)
  • 胶水热熔胶、超级胶水等。(任何可以固定电机与底盘的胶水)
注意事项

  • 你可以把轮胎粘在电机上,但我不建议这样做,因为轮胎可能会断裂,从而导致必须拆卸轮胎并损坏电机。而且将来可能会需要用新轮胎来替换旧轮胎。

  • 确保舵机电机的电线穿过孔,这样外观看起来会更整洁。

  • 最后,不要把螺丝钻入3D打印件过深,这会导致螺丝破坏螺纹。建议慢慢钻孔,一旦感觉到钻头开始反馈就停止。

自制一辆遥控悍马图10

上面的图片是布线图,可以结合视频一起看。相关代码可以在文末下载。
第8步:总结
这是一个本来几乎不愿意接受的挑战,但我还是很高兴做了。

我做出了一辆非常有趣的遥控车,并在这个过程中学到了很多东西。

我学到的许多经验教训:
  • 代码/读取IBUS
  • 转向
  • 建模复杂关节
  • 电机选择/负载=更多电流

我学会了走出舒适区,学习更多代码和转向知识,并获得了一辆真正可运转的遥控车!总的来说,我对这个项目的成果非常满意,我很高兴能够接受这个挑战!
第9步:下一步
现在这辆车已经完成,我的脑海里不停地想着各种各样对它进行改装的方法。我已经开始研究如何集成摄像机到车身上、不同类型的轮胎(也许是漂移!)以及不同的车身造型。我承认,我永远不会满足,一旦我有更多的钱,我可能会购买无刷电机来真正升级它!

自制一辆遥控悍马图11

最后,我想看看大家会创造出什么。我已经提供了一个可编辑的模型,你可以自由更改。

也许是底盘的升级、新的外壳,或者甚至更多的附加功能,比如摄像机、履带驱动,大家自由发挥想象力,动手试试吧!

原文地址:https://www.instructables.com/Ho ... nd-How-You-Can-Too/

项目作者:Printerforge

译文首发于:DF创客社区

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rc_car.ino.zip

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伦**  初级技师

发表于 2024-3-20 17:35:31

厉害!!!                                                                                                                     
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伦**  初级技师

发表于 2024-3-20 17:37:27

厉害!!!                                                                                                                     
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barmybrush  学徒

发表于 2024-3-22 18:14:27

酷耶!!!!!         mmmmmmnnnnmnnmm
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fwvyon9Tt8TQ  学徒

发表于 2024-4-2 19:33:19

牛,无法形容啊啊啊
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罗罗罗  见习技师

发表于 2024-4-14 10:48:57

厉害了
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花生编程  中级技匠

发表于 前天 22:22

厉害厉害!
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花生编程  中级技匠

发表于 前天 22:23

小车好棒啊!赞赞赞!
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花生编程  中级技匠

发表于 前天 22:25

高级,真的很酷!
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