ورکشاپ آموزشی - آیسی مدار
رفتن به محتوا

ریموت کنترل دسته‌تفنگی با قابلیت هدایت تا ۱ کیلومتر!

ابزار و گجت
۰ نظر
۷۷ نفر
کد ۳۲۱۴

ماشین‌های کنترلی وقتی جذاب‌تر می‌شن که یه ریموت کنترل حرفه‌ای تو دستت باشه تا بتونی با دقت بالا هدایتشون کنی. تو این آموزش از آیسی‌مدار می‌خوایم یه ریموت کنترل دسته‌تفنگی (Pistol-grip) فوق‌العاده بسازیم که جون می‌ده برای هدایت ماشین‌ها، قایق‌ها و حتی هاورکرفت‌های آرسی (RC).

این ریموت فقط یه دسته ساده نیست؛ به لطف ماژول رادیویی قدرتمندی که توش استفاده کردیم، می‌تونه تا 1 کیلومتر برد داشته باشه! علاوه بر این، 8 کانال کنترلی، یه نمایشگر OLED برای دیدن وضعیت باتری و کانال‌ها، و حتی قابلیت تبدیل شدن به پاوربانک رو هم تو دل خودش جا داده.

طراحی این ریموت کاملا سه‌بعدی و ارگونومیکه و از برد آردوینو نانو به عنوان مغز متفکرش استفاده کردیم. پس اگه آماده‌ای تا ماشین کنترلیت رو با یه ریموت دست‌ساز حرفه‌ای که خودت صفر تا صدش رو ساختی هدایت کنی، وسایلت رو جمع کن تا بریم سراغ ساختش!

قطعات موردنیاز

  • برد میکروکنترلر آردوینو نانو
  • ماژول فرستنده گیرنده NRF24L01 + PA + LNA به همراه آداپتور
  • 2 عدد ماژول جوی‌استیک
  • 2 عدد پتانسیومتر
  • 2 عدد کلید الاکلنگی (Toggle Switch)
  • 5 عدد کلید فشاری (Pushbutton)
  • نمایشگر OLED
  • بازر (Buzzer)
  • 4 عدد ال‌ای‌دی 3 میلی‌متری
  • 2 عدد ال‌ای‌دی برای نشانگر شارژ
  • ماژول افزاینده ولتاژ 5 ولت (پاوربانک)
  • کلید پاور
  • 2 عدد باتری لیتیوم یون 18650
  • سوکت تغذیه نری و مادگی
  • مقاومت‌های 10 کیلو، 3.3 کیلو، 2.2 کیلو، 2 کیلو، 1 کیلو و 330 اهم
  • پین هدر مادگی
  • سیم‌های الکترونیکی 30 و 24 AWG
  • 18 عدد مهره حرارتی (اینسرت) سایز M3
  • 18 عدد پیچ M3
  • 2 عدد آهنربای نئودیمیوم 5 میلی‌متری
  • حباب پمپ دستی بنزین (پرایمر) برای دکمه
  • فیلامنت PLA در رنگ‌های مشکی مات و خاکستری تیره برای پرینت سه‌بعدی
مرحله ۱

پرینت سه‌بعدی قطعات بدنه ریموت

اول از همه بگم که برای این پروژه، من کار رو با یه مدار پروتوتایپ روی بردبورد شروع کردم تا مطمئن بشم تمام قطعات با هم به خوبی کار می‌کنن. بعد از اون، با استفاده از نرم‌افزار Fusion 360 تک‌تک قطعات رو به صورت سه‌بعدی مدل‌سازی کردم تا همه‌چیز دقیق و بی‌نقص سر جاش بشینه.

طراحی بدنه این ریموت با الهام از دسته کلت دیزرت ایگل (Desert Eagle) انجام شده تا کاملا تو دست راحت باشه. برای هر دکمه، کلید و ماژول، جایگاه دقیقی تو این مدل سه‌بعدی در نظر گرفته شده تا یه ریموت کاملا صنعتی و تمیز داشته باشیم.

فایل‌های سه‌بعدی این ریموت آماده هستن و می‌تونی اون‌ها رو برای پرینت آماده کنی. حتما تنظیمات پرینت رو طوری در نظر بگیر که قطعات استحکام کافی رو داشته باشن. وقتی تمام قطعات پرینت شدن، ساپورت‌های اضافه رو با کاتر یا انبر با دقت جدا کن.

در نهایت باید دو نیمه بدنه، پایه، دکمه‌ها و قطعات نگهدارنده رو داشته باشی. استفاده از دو رنگ مختلف (مثلا مشکی و خاکستری) ظاهر ریموتت رو خیلی حرفه‌ای‌تر می‌کنه. حتی می‌تونی بعضی قسمت‌ها مثل فرمان ریموت رو رنگ کنی یا نوار چسب بزنی تا شبیه تایر واقعی ماشین بشه و حس بهتری موقع بازی بهت بده.

مرحله ۲

نصب مهره‌های حرارتی داخل بدنه

حالا برای اینکه قطعات بدنه محکم به هم پیچ بشن و بتونی بارها باز و بسته‌شون کنی، باید از مهره‌های حرارتی برنجی سایز M3 استفاده کنیم. هویه رو داغ کن و 18 تا از این مهره‌ها رو داخل سوراخ‌های 4 میلی‌متری که روی نیمه راست و چپ قاب، پایه و فرمان تعبیه شده، ذوب کن و جا بزن. اگه سوراخی عمق کمی داشت، می‌تونی مهره برنجی رو کمی سمباده بزنی تا کوتاه‌تر بشه و دقیقا هم‌سطح با پلاستیک قرار بگیره.

مرحله ۳

مونتاژ فرمان و ماژول‌های جوی‌استیک

بریم سراغ مونتاژ فرمان! مفصل چرخشی بین فرمان و نیمه راست قاب رو کمی سمباده بزن تا کاملا روون بچرخه. می‌تونی از یه قطره روغن یا گریس هم استفاده کنی تا اصطکاک کمتر بشه.

قطعاتی مثل رابط فرمان که تحت فشار هستن رو با چسب قطره‌ای تقویت کن تا نشکنن. بعد از اون رابط فرمان رو با یه پیچ M3 بلند از طریق قاب راست به فرمان اصلی متصل کن.

حالا نوبت نصب جوی‌استیک‌هاست. اول باید دسته پلاستیکی روی جوی‌استیک فرمان رو کمی کوتاه کنی تا تو محفظه جا بشه. بعد یه تیکه سیم پره دوچرخه رو داغ کن و داخلش فرو کن طوری که حدود 10 میلی‌متر بیرون بمونه. این تیکه فلزی قراره رابط بین جوی‌استیک و فرمان باشه.

جوی‌استیک رو با پیچ‌های M3 تو جای خودش محکم کن. جوی‌استیک مربوط به ماشه گاز رو هم تو محفظه پایینش نصب کن و دسته‌اش رو کوتاه کن. این ماژول هم فقط با دو تا پیچ به نیمه راست قاب وصل می‌شه.

یه نکته مهم: موقع پیچ کردن جوی‌استیک‌ها مراقب باش که سر پیچ‌ها مسیرهای مسی روی برد ماژول رو خراش ندن تا اتصالی پیش نیاد. برای اطمینان بیشتر می‌تونی از واشرهای پلاستیکی زیر پیچ‌ها استفاده کنی.

مرحله ۴

جاگذاری کلیدها و قطعات داخل قاب

تو این مرحله بقیه قطعات رو داخل قاب می‌چینیم. کلیدهای الاکلنگی رو سر جاشون ببند و کلیدهای فشاری (برای تنظیمات تریم) رو با دقت با چسب قطره‌ای تو لبه‌ها محکم کن. مراقب باش چسب داخل کلید نره تا حرکتش سفت نشه. کلیدها باید اونقدری بیرون باشن که راحت فشرده بشن.

بعد از اون، کلید پاور (راک سوئیچ دوپین) رو نصب کن و ال‌ای‌دی‌های 3 میلی‌متری سبز رو برای نشون دادن وضعیت کلیدهای الاکلنگی سر جاشون قرار بده (پایه‌های منفیشون رو به سمت هم خم کن).

در نهایت ماژول رادیویی NRF24L01 آنتن‌دار رو همراه با نگهدارنده پلاستیکیش با دو تا پیچ تو قاب محکم کن.

مرحله ۵

نقشه مدار ریموت کنترل دسته‌تفنگی

شاید تو نگاه اول سیم‌کشی‌های این ریموت خیلی پیچیده به نظر برسه، اما نگران نباش! با استفاده از نقشه شماتیک دقیقی که برای این مدار طراحی شده، همه‌چیز کاملا مشخصه و می‌تونی قدم‌به‌قدم اتصالات رو پیش ببری.

برای اینکه مدار بدون مشکل کار کنه، خیلی مهمه که اتصالات رو دقیقا مطابق با این شماتیک پیش ببری. حتما نقشه رو کنار دستت داشته باش.

در ادامه که سیم‌کشی ماژول‌ها رو شروع می‌کنیم، حواست به نحوه اتصال کلیدها و مخصوصا شبکه مقاومتی دکمه‌های آنالوگ باشه تا بعدا تو کالیبره کردن به مشکل نخوری.

مرحله ۶

ساخت پایه و مدار شارژ (پاوربانک)

حالا می‌ریم سراغ پایه ریموت! اول باید ماژول افزاینده 5 ولت (برد پاوربانک) رو آماده کنیم. برای اینکه نشانگر شارژ رو روی بدنه داشته باشیم، ال‌ای‌دی‌های SMD روی برد رو با هویه جدا کن.

به جای اون‌ها، دو تا ال‌ای‌دی 5 میلی‌متری رو با سیم‌های نازک 30 AWG به برد متصل کن تا بتونی اون‌ها رو بیرون قاب قرار بدی.

بعد سیم‌های خروجی 5 ولت رو به پین‌های پورت USB لحیم کن و سوکت مادگی رو هم به پورت‌های B+ و B- (برای ورودی باتری) وصل کن. این ماژول با یه پیچ داخل پایه محکم می‌شه و ال‌ای‌دی‌هاش با چسب قطره‌ای تو سوراخ‌های کنارش قرار می‌گیرن.

برای کشوی کوچیکی که تو پایه طراحی شده، دو تا آهنربای نئودیمیوم 5 میلی‌متری رو طوری تو محفظه‌هاشون جا بزن که قطب‌های ناهمنام رو به هم باشن. اینطوری کشو خودش بیرون نمیفته. برای زیبایی کار هم یه قاب پلاستیکی پرینت‌شده دور پورت‌های شارژ بچسبون.

مرحله ۷

سیم‌کشی کلیدها و ال‌ای‌دی‌ها

تو این مرحله باید مقاومت‌ها (10، 3.3، 2.2، 2 و 1 کیلواهم) رو بین دکمه‌های فشاری لحیم کنی تا یه شبکه مقسم ولتاژ آنالوگ ساخته بشه. این کار باعث می‌شه آردوینو بتونه با استفاده از فقط یک پین آنالوگ، تشخیص بده کدوم دکمه فشرده شده (دقیقا مثل خروجی یه پتانسیومتر). این ترفند پین‌های زیادی رو تو آردوینو برات آزاد می‌کنه.

بعد از ساخت این شبکه مقاومتی، یه سیم خروجی آنالوگ به بالاترین گره سمت راست لحیم کن. در ادامه پایه‌های منفی (GND) کلیدها، جوی‌استیک‌ها و ال‌ای‌دی‌ها رو به صورت زنجیره‌ای (Daisy-chain) به هم وصل کن. برای 4 تا ال‌ای‌دی نشانگر وضعیت هم یه مقاومت 330 اهم سری کن تا نسوزن.

حالا سیم مثبت هر ال‌ای‌دی رو به یکی از پایه‌های کناری کلیدهای الاکلنگی متصل کن و پین وسطی کلیدها رو به خط تغذیه 5 ولت (VCC) وصل کن تا در نهایت همه سیم‌ها به سمت برد آردوینو هدایت بشن.

مرحله ۸

آماده‌سازی سوکت‌ها و اتصالات ماژول‌ها

وقتی تمام قطعات تو قاب نصب شدن، نوبت آماده کردن سیم‌های ارتباطیه تا همه‌چیز تمیز و مرتب به آردوینو وصل بشه. پین هدرهای مادگی رو بردار و اون‌ها رو متناسب با تعداد پایه‌های ماژول رادیویی، خطوط تغذیه جوی‌استیک‌ها، نمایشگر و پورت‌های I2C برش بزن. بعد سیم‌های رنگی رو به این سوکت‌ها لحیم کن.

استفاده از سیم‌های رنگی مطابق با نقشه شماتیک خیلی کمکت می‌کنه تا موقع اتصال نهایی، هیچ سیمی رو جابجا به آردوینو وصل نکنی.

مرحله ۹

اتصال باتری‌ها و تامین تغذیه مدار

برای تامین تغذیه این ریموت قدرتمند، از دو تا باتری لیتیوم یون 18650 استفاده می‌کنیم. این دو تا باتری رو به صورت موازی به هم وصل کن تا یه پک باتری 3.7 ولتی با ظرفیت عالی 6000 میلی‌آمپر داشته باشی.

باتری‌ها رو با چسب حرارتی داخل قاب محکم کن. سیم‌های تغذیه‌ای که از ماژول پاوربانک تو پایه میان رو به کلید پاور و خطوط گراند (GND) مدار وصل کن. یه سیم مجزا هم به قطب مثبت باتری لحیم کن تا بتونیم ولتاژ رو مانیتور کنیم و روی نمایشگر نشون بدیم.

در نهایت مطمئن شو که خط تغذیه 5 ولت به تمام ماژول‌هایی که نیاز دارن متصل شده باشه.

مرحله ۱۰

مدیریت سیم‌ها تو قاب ریموت

برای اینکه سیم‌ها بین قطعات متحرک گیر نکنن یا موقع بستن قاب له نشن، اون‌ها رو با چسب قطره‌ای به دیواره‌های قاب فیکس کن. سیم‌های دیتای MOSI و MISO رو هم به هم بپیچ تا نویز الکترومغناطیسی تو مسیر انتقال دیتا به حداقل برسه.

بهترین کار اینه که تمام سیم‌های قاب راست و چپ رو طوری مسیردهی کنی که تو قسمت بالایی و عقب ریموت (جایی که قراره آردوینو قرار بگیره) به هم برسن.

مرحله ۱۱

مونتاژ پنل بالایی و نمایشگر OLED

حالا می‌ریم سراغ پنل بالایی ریموت. یه حباب پلاستیکی شفاف (پرایمر پمپ بنزین دستی) رو تو حلقه پرینت‌شده قرار بده. این حباب هم نقش دکمه ریست آردوینو رو بازی می‌کنه و هم باعث می‌شه نور ال‌ای‌دی‌های روی برد رو راحت ببینی.

پین هدرهای زیر برد آردوینو نانو رو با هویه در بیار تا برد کاملا تخت بشه. بعد اون رو با 4 تا پیچ خیلی ریز زیر پنل بالایی ببند. کنارش هم دکمه Mode (تنظیمات) رو با درپوشش پیچ کن و بازر (Buzzer) رو هم همون حوالی جا بزن. حالا نمایشگر کوچک OLED رو نصب کن تا مقادیر ورودی‌ها و ولتاژ باتری رو بهمون نشون بده.

پایین‌تر از اون‌ها، پتانسیومترها رو نصب کن. من از پتانسیومتر 100 کیلواهم استفاده کردم اما 10 کیلو هم کاملا جواب میده. سرپوش‌های پرینت‌شده رو هم روی ولوم‌ها قرار بده تا ظاهر کار یکدست بشه.

سیم‌کشی پنل بالایی رو با اتصال مشترک گراندها و خط 5 ولت شروع کن. سیم‌های دیتا رو هم وصل کن و تا جای ممکن اون‌ها رو زیر بقیه قطعات مخفی کن تا فضا برای بسته شدن قاب باز بمونه.

برای اینکه مقادیر ورودی کلیدهای الاکلنگی تو هوا معلق (Floating) نمونن و نویز نگیرن، حتما از 4 تا مقاومت پول‌داون 10 کیلواهم بین پین ورودی کلیدها و زمین (GND) استفاده کن.

مرحله ۱۲

اتصال نهایی پنل‌ها به همدیگه

در این لحظه 3 تا پنل آماده داری که از هر کدوم دسته‌ای از سیم‌ها بیرون اومده. همه این سیم‌ها باید بر اساس نقشه شماتیک به برد آردوینو که تو پنل بالایی قرار داره وصل بشن.

سعی کن طول سیم‌ها رو تا حد ممکن کوتاه نگه داری، اما اونقدری جا بذار که موقع بستن قاب بتونی قطعات رو راحت روی هم قرار بدی و سیم‌ها تحت کشش نباشن.

مرحله ۱۳

بستن قاب ریموت و تست اولیه

وقتی سیم‌کشی تموم شد، سوکت باتری‌ها رو که تو پایه آماده کرده بودی متصل کن و کلید پاور رو بزن تا مطمئن بشی جریان تو کل مدار برقراره و ال‌ای‌دی‌ها روشن می‌شن.

پیشنهاد می‌کنم قبل از روشن کردن، حتما با یه مولتی‌متر رو حالت تست بوق (Continuity)، پایه‌های مثبت و منفی تغذیه رو چک کن تا اتصالی نداشته باشن و برد نسوزه.

برای بستن قاب، اول ماژول رادیویی رو کمی آزاد کن تا پنل بالایی راحت روی لبه‌های قاب چپ و راست بشینه و چفت بشه. بعد با 6 تا پیچ M3 قاب‌ها رو کامل به هم ببند تا همه‌چیز محکم بشه.

مرحله ۱۴

اتصال پایه به بدنه اصلی

برای اتصال پایه به دسته ریموت، اول یه صفحه پرینت‌شده رو زیر دسته پیچ کن تا نقش ریل رو بازی کنه و راحت بتونی پایه رو روش کشویی جا بزنی.

مطمئن شو که سیم‌های تغذیه قشنگ تو جاشون قرار گرفتن و زیر پایه گیر نمی‌کنن. بعد با دو تا پیچ سرتخت از زیر پایه، دسته رو کاملا سفت کن؛ طوری که کشوی کوچیک هم راحت باز و بسته بشه و گیر نکنه.

مرحله ۱۵

تکمیل ساخت ریموت کنترل

تو قدم آخر، قطعات مکانیکی مثل ماشه گاز رو روی جوی‌استیک نصب کن و آنتن 2.4 گیگاهرتزی رو به ماژول NRF24L01 ببند. ریموت کنترل دسته‌تفنگی تو آماده است!

الان یه ریموت داری با فرمانی که با فنر به مرکز برمی‌گرده، ماشه گاز با حرکت کامل به جلو و عقب، پتانسیومترهایی با زاویه چرخش 270 درجه، کلیدهای الاکلنگی با نشانگر ال‌ای‌دی، دکمه‌های تنظیم تریم، پورت شارژ و از همه مهم‌تر کلید پاوری که کل مدار رو زنده می‌کنه.

مرحله ۱۶

برنامه‌نویسی و آپلود کد روی آردوینو

ریموت رو با کابل به کامپیوتر وصل کن و سورس کد فرستنده رو باز کن. این کد بیسیک برای خیلی از پروژه‌ها مثل ماشین، قایق و حتی پهپاد قابل استفاده است. اگه به تصویر نگاه کنی، نمایی از کدهای فرستنده رو می‌بینی.

من این کد رو کمی تغییر دادم و 2 کانال دیگه بهش اضافه کردم تا در مجموع 8 کانال کنترلی داشته باشیم؛ 4 کانال برای ارسال سیگنال PWM (مثل کنترل دور موتور و زاویه سروو) و 4 کانال هم برای ارسال سیگنال دیجیتال صفر و یک (مثل روشن کردن چراغ‌ها و بوق ماشین).

بخش مربوط به نمایشگر OLED هم کاملا بهینه‌سازی شده تا اطلاعات رو بدون تاخیر نشون بده. همه پین‌ها از قبل تو کد تعریف شدن؛ تو فقط باید تو منوی Tools نرم‌افزار آردوینو، برد رو روی Arduino Nano، پردازنده رو روی ATmega328p (Old Bootloader) و پورت COM رو تنظیم کنی. دکمه آپلود رو بزن و صبر کن تا ریموت بالا بیاد.

مرحله ۱۷

تنظیم و کالیبره کردن کانال‌ها

بعد از آپلود کد، نمایشگر روشن می‌شه و وضعیت همه کلیدها و جوی‌استیک‌ها رو بهت نشون می‌ده. اگه ماشه گاز، فرمان یا کلیدها رو تکون بدی، تغییرات اعداد رو به صورت زنده روی صفحه می‌بینی.

برای اینکه مرکز (خلاصی) ماشه گاز رو تنظیم کنی تا مقدار PWM دقیقا بین 0 تا 255 باشه، می‌تونی از دو تا دکمه فشاری پایین کلید پاور استفاده کنی تا نقطه وسط رو روی 127 یا 129 تنظیم کنی. برای فرمان هم از دو تا دکمه بالایی استفاده کن.

اگه خواستی جهت فرمان یا گاز رو معکوس (Invert) کنی، کافیه دکمه جلویی از همون جفت دکمه‌ها رو چند ثانیه نگه داری. اگه پتانسیومترها تو نقطه صفرشون دقیق نبودن، می‌تونی مقادیر Midpoint اون‌ها رو مستقیما تو کد آردوینو ویرایش کنی.

با زدن دکمه Mode (روی پنل بالایی) می‌تونی منحنی حرکت گاز و فرمان رو از حالت خطی (Linear) به حالت نمایی (Exponential) تغییر بدی تا کنترل نرم‌تری روی سرعت‌های پایین داشته باشی. اگه این دکمه رو چند ثانیه نگه داری، صدای بازر روشن یا خاموش می‌شه.

وضعیت هر کلید الاکلنگی با روشن شدن ال‌ای‌دی کنارش و تغییر نوشته روی نمایشگر تایید می‌شه. گوشه بالا سمت راست نمایشگر هم ولتاژ باتری ریموت رو می‌بینی تا حواست به شارژش باشه.

مرحله ۱۸

شارژ کردن ریموت و قابلیت پاوربانک

برای شارژ کردن ریموت، کافیه یه شارژر معمولی موبایل با کابل میکرو یو‌اس‌بی رو به پورت پایینی وصل کنی. با توجه به شارژرت، شارژ کامل این باتری 6000 میلی‌آمپری بین 3 تا 6 ساعت زمان می‌بره.

نکته جذاب ماجرا اینه که پورت USB بالایی بهت خروجی 5 ولت می‌ده! یعنی می‌تونی از ریموتت به عنوان یه پاوربانک برای شارژ کردن موبایل تو طبیعت یا حتی شارژ کردن باتری‌های ماشین کنترلی کوچیکت استفاده کنی. باتری ریموت اونقدر ظرفیت داره که یه گوشی رو از صفر تا صد درصد شارژ کنه.

مرحله ۱۹

ویژگی‌های جانبی ریموت تفنگی

حباب شفاف روی پنل بالایی، علاوه بر اینکه نقش دکمه ریست آردوینو رو داره، باعث می‌شه چشمک زدن ال‌ای‌دی‌های روی برد رو هم راحت ببینی. پشت ریموت هم یه سوراخ تعبیه شده تا اگه خواستی بند گردنی بندازی، دستات خسته نشن. کشوی کوچیک تو پایه ریموت هم جای خیلی خوبیه برای نگهداری از پیچ‌گوشتی‌های ریز، پیچ‌های یدکی یا هر ابزار کوچیک دیگه‌ای که ممکنه تو پیست به کارت بیاد.

مرحله ۲۰

قطعات مورد نیاز برای ساخت گیرنده

حالا که فرستنده آماده است، باید گیرنده‌اش رو هم بسازیم تا بتونیم ماشین رو کنترل کنیم. اینم لیست قطعاتی که برای گیرنده نیاز داری:

  • 1 عدد برد آردوینو Pro Mini (نسخه 5 ولت)
  • 1 عدد ماژول رادیویی NRF24L01
  • 1 عدد رگولاتور ولتاژ 3.3 ولت AMS1117
  • 1 عدد خازن 100 نانوفاراد (کد 104)
  • 1 عدد خازن 100 میکروفاراد (اختیاری)
  • 1 عدد خازن 10 میکروفاراد
  • 1 عدد ال‌ای‌دی قرمز 3 میلی‌متری
  • 1 عدد مقاومت 220 اهم
  • پین هدرهای نری و مادگی
  • برد سوراخ‌دار ابعاد 3x7 سانتی‌متر
  • سیم نازک الکترونیکی 30 AWG
مرحله ۲۱

نقشه مدار گیرنده ۸ کاناله

این تصویر، نقشه سیم‌کشی گیرنده آردوینویی ماست. با دقت به این شماتیک و راهنمای مراحل بعدی، می‌تونی یه گیرنده بدون نویز و پایدار بسازی.

گذاشتن پین هدر برای ورودی تغذیه اختیاریه، اما اگه بخوای ماشین رو با یه باتری مجزا یا مدار BEC اسپید کنترل روشن کنی، خیلی به دردت می‌خوره. شاید چیدمان قطعات روی برد سوراخ‌دار تو با این تصویر کمی فرق کنه، اما مهم اینه که مسیرهای اتصالات دقیقا طبق همین نقشه باشن.

مرحله ۲۲

مونتاژ قطعات و سیم‌کشی گیرنده

پین هدرهای نری و مادگی رو متناسب با تعداد پایه‌های ماژول‌ها و خروجی‌های کانال‌ها برش بزن و روی برد سوراخ‌دار قرار بده. برای اینکه ماژول رادیویی بدون قطعی و نویز کار کنه، باید ولتاژ 3.3 ولت کاملا رگوله شده بهش برسه. پس رگولاتور AMS1117 رو همراه با خازن‌های فیلتر و یه ال‌ای‌دی نشانگر تغذیه روی برد لحیم کن.

پایه‌های قطعات رو کمی کج کن یا با چسب نواری موقت نگهشون دار تا وقتی برد رو برای لحیم‌کاری برمی‌گردونی، نیفتن. اول اتصالات گراند و 5 ولت رو لحیم کن و بعد برو سراغ پایه‌های سیگنال. برای ورودی تغذیه هم یه هدر 3 پین (VIN، GND و 5 ولت) در نظر بگیر.

پین‌های خروجی گیرنده به 7 تا از پایه‌های دیجیتال آردوینو (D2 تا D8) وصل می‌شن. چون پین 9 برای ماژول رادیویی درگیره، آخرین کانال رو به پین آنالوگ A0 وصل کن و تو کد اون رو به عنوان خروجی دیجیتال تعریف کن.

حالا پایه‌های ارتباطی SPI ماژول رادیویی (CE, CSN, MOSI, MISO, SCK) رو با سیم نازک به آردوینو متصل کن. پین‌های مربوط به پروگرامر FTDI رو هم با سیم بکش تا بتونی بعدا راحت کد رو روی Pro Mini آپلود کنی. قبل از جا زدن آردوینو و ماژول رادیویی روی سوکت‌ها، یه هدر نری زیر آردوینو لحیم کن. بعد از اتمام سیم‌کشی، حتما پایه‌های مثبت و منفی رو با مولتی‌متر تست کن تا اتصالی نداشته باشن.

حالا ماژول NRF24 رو جا بزن. اگه ماشینت بزرگه و به برد خیلی بیشتری نیاز داری، می‌تونی از همون نسخه آنتن‌دار (دارای چیپ تقویت‌کننده) که تو ریموت استفاده کردیم برای گیرنده هم استفاده کنی تا برد ماشین به 1 کیلومتر برسه! بریدن اضافه‌های برد سوراخ‌دار هم باعث می‌شه گیرنده جمع‌وجورتری داشته باشی.

مرحله ۲۳

برنامه‌نویسی برد گیرنده

ماژول FTDI (مبدل USB به سریال) رو با جامپر روی ولتاژ 5 ولت تنظیم کن و به پین‌هایی که رو گیرنده تعبیه کردی متصلش کن تا به کامپیوتر وصل بشه.

سورس کد گیرنده آماده است و نیاز به تغییر خاصی نداره. فقط مطمئن شو که برد رو روی Arduino Pro or Pro Mini تنظیم کردی و دکمه آپلود رو بزن.

یه نکته در مورد برد Pro Mini: معمولا وقتی نوار پیشرفت رو حالت Uploading قرار می‌گیره، باید دکمه ریست روی آردوینو رو بلافاصله یه بار فشار بدی تا کد با موفقیت روش ریخته بشه.

مرحله ۲۴

اتصال گیرنده به سیستم ماشین کنترلی

حالا بیا این گیرنده آردوینویی رو روی سیستم الکترونیکی یه ماشین آرسی تست کنیم. اسپید کنترلر براش (ESC) رو به کانال 1 گیرنده وصل کن (تغذیه 5 ولت گیرنده هم از طریق مدار BEC همین اسپید کنترلر تامین می‌شه). سروو موتور 9 گرمی فرمان رو هم به کانال 2 متصل کن. موتور اصلی و باتری 2 سل رو هم به ESC وصل کن. با روشن کردن کلید اسپید کنترلر، مدار زنده می‌شه و آماده تسته!

مرحله ۲۵

تست عملکرد فرستنده و گیرنده

الان یه کنترل کاملا تناسبی (Proportional) با آردوینو داری؛ یعنی هرچی بیشتر گاز بدی یا فرمان رو بچرخونی، زاویه چرخ‌ها و سرعت ماشین هم به همون نسبت بیشتر می‌شه.

قابلیت تنظیم تریم (Trim) اینجا خیلی به دردت می‌خوره تا اگه چرخ‌های ماشین کج بودن، بدون دست زدن به جلوبندی، از رو ریموت صافشون کنی. قابلیت Reverse هم برای وقتایی که می‌بینی فرمان برعکس کار می‌کنه یه نجات‌دهنده واقعیه!

اگه سروو یا موتوری رو به کانال‌های 3 یا 4 وصل کنی، می‌تونی با چرخوندن پتانسیومترهای روی پنل بالایی، موقعیت یا سرعتشون رو کنترل کنی.

4 تا کانال بالایی هم خروجی دیجیتال دارن. یعنی می‌تونی ال‌ای‌دی چراغ‌های ماشین یا یه بازر برای بوق رو بهشون وصل کنی و با کلیدهای الاکلنگی روی ریموت، روشن و خاموششون کنی.

مرحله ۲۶

راه‌اندازی ماشین کنترلی با ریموت جدید

بریم سراغ یه تست واقعی! من یه ماشین کنترلی آفرود 4WD قدیمی رو آوردم و تمام لوازم الکترونیکیش رو خالی کردم تا با گیرنده آردوینویی خودم راه‌اندازیش کنم. دو تا چراغ جلوی قوی هم براش گذاشتم که با یه مدار راه‌انداز ماسفت کنترل می‌شن و فرمان روشن شدنشون رو مستقیما از گیرنده می‌گیرن.

اسپید کنترلر براش، سروو موتور فرمان و گیرنده دست‌سازمون رو روی شاسی ماشین نصب کردم. بعد موتورها، چراغ‌ها، بوق و تو مرحله آخر باتری رو متصل کردم.

تو تست‌هایی که گرفتم، حتی با وجود اینکه روی گیرنده ماشین از ماژول NRF ساده با آنتن کوچیک استفاده کردم، برد ماشین به راحتی به بالای 200 متر رسید! اگه روی ماشین هم از همون ماژول تقویت‌شده (PA+LNA) آنتن‌دار که روی ریموت گذاشتیم استفاده کنی، برد کنترل به همون 1 کیلومتری که قول دادیم می‌رسه.

البته برای یه ماشین کنترلی زمینی، برد 100 تا 200 متر کاملا کافی و استاندارده. رانندگی با ماشینی که تمام سیستم کنترلیش رو با دستای خودت ساختی، لذتی داره که با هیچ ماشین آماده‌ای قابل مقایسه نیست.

مرحله ۲۷

جمع‌بندی و نکات کلیدی برای ساخت

اگه بخوایم کل این مسیر رو خلاصه کنیم؛ ما با یه مدل سه‌بعدی شروع کردیم، قطعات رو پرینت گرفتیم، ماژول‌ها رو نصب کردیم و با برنامه‌نویسی آردوینو یه ریموت کنترل دسته‌تفنگی حرفه‌ای ساختیم که می‌تونه هر ماشین، قایق یا هاورکرفتی رو با بالاترین دقت هدایت کنه.

داشتن 8 کانال و ورودی‌های متنوعی مثل جوی‌استیک، پتانسیومتر و کلید، بهت این آزادی رو می‌ده که هر ایده‌ای، حتی ساخت یه ربات همه‌جارو رو با این ریموت پیاده کنی. تو مسیر ساخت این ریموت ممکنه با چالش‌هایی روبرو بشی. این لیست نکات کلیدی بهت کمک می‌کنه تا به بهترین نتیجه برسی:

  • با استفاده از فیلامنت PLA در رنگ‌های مختلف، ظاهر ریموت رو جذاب‌تر و صنعتی‌تر کن.
  • موقع بستن پیچ‌های ماژول جوی‌استیک حتما از واشر پلاستیکی استفاده کن تا اتصالی رخ نده.
  • برای اینکه تو حرکت فرمان و گاز باگ نداشته باشی، مطمئن شو که پین‌های جوی‌استیک‌ها دقیقا مطابق با شماتیک متصل شدن.
  • اگه دنبال دقت فوق‌العاده‌ای هستی، می‌تونی از جوی‌استیک‌های باکیفیت‌تر (مثل جوی‌استیک پلی‌استیشن 4) استفاده کنی.
  • برای رسیدن به بیشترین برد ممکن، حتما از ماژول‌های رادیویی نسخه NRF24L01P E01ML01DP5 (آنتن‌دار و تقویت‌شده) استفاده کن.
  • استفاده از شبکه مقاومتی برای دکمه‌ها، باعث می‌شه تو مصرف پین‌های آردوینو صرفه‌جویی کنی.
  • برای اتصال باتری‌های 18650 ترجیحا از دستگاه نقطه جوش باتری استفاده کن تا سلول‌ها بر اثر حرارت هویه آسیب نبینن.
  • همیشه قبل از روشن کردن مدار، اتصالات رو با مولتی‌متر از نظر اتصال کوتاه چک کن.
  • برای محکم موندن کشوی پایه حتما از آهنربای نئودیمیوم استفاده کن.
  • موقع بستن قاب مراقب باش که پیچ‌های بلند، مهره‌های حرارتی و پلاستیک بدنه رو خراب نکنن.
  • مسیردهی سیم‌ها رو تمیز و دور از قطعات متحرک انجام بده.
  • حتما از مقاومت‌های پول‌داون برای پایدار موندن وضعیت کلیدهای الاکلنگی استفاده کن.
  • با استفاده از نمایشگر و دکمه‌های تریم، مقادیر و نقطه صفر جوی‌استیک‌ها رو دقیق کالیبره کن.

نکات مهم برای ساخت گیرنده ماشین:

  • برای پایداری و کاهش نویز، حتما از برد سوراخ‌دار (یا مدار چاپی)، رگولاتور 3.3 ولت و سیم‌های کوتاه استفاده کن.
  • اگه می‌خوای برد ماشین هم به 1 کیلومتر برسه، رو ماشین هم ماژول NRF آنتن‌دار (PA+LNA) ببند.
  • می‌تونی از پین‌های I2C آردوینو مینی خروجی بگیری و یه نمایشگر کوچیک روی ماشین نصب کنی تا وضعیتش رو نشون بده.

در نهایت، این پروژه یه راهکار جامع، بادوام و با برد بالا برای کنترل انواع پروژه‌های آرسی در اختیارت می‌ذاره. با دقت به جزئیات و رعایت مراحل، می‌تونی ریموتی بسازی که علاوه بر هدایت ماشینت، امکاناتی مثل پاوربانک، کالیبراسیون دستی و نمایشگر وضعیت رو هم داره و تجربه ساختنی‌های الکترونیکیت رو به سطح جدیدی می‌بره.

امیدوارم از این آموزش اختصاصی آیسی‌مدار لذت برده باشی. اگه این ریموت خفن رو ساختی، حتما تجربه‌ت رو تو بخش نظرات برامون بنویس و عکس پروژه‌ت رو با ما به اشتراک بذار. موفق باشی!

تو میتونی اولین سازنده باشی!

اگه پروژه رو ساختی به اشتراک بزار و اعتبار هدیه بگیر

این آموزش با استانداردهای اختصاصی آیسی‌مدار بازنویسی و بهینه‌سازی شده و تمامی حقوق انتشار آن متعلق به این مجموعه است و در صورت کپی یا بازنشر پیگرد قانونی خواهد داشت.

آموزش‌های مشابه

گفتگو‌های کاربران

هنوز نظری ثبت نشده؛ تو شروع کن!