Pemancar RC Berbasis Arduino 3D Dicetak: 25 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Proyek ini akan menunjukkan kepada Anda bagaimana saya merancang dan membangun Pemancar RC berbasis Arduino.

Tujuan saya untuk proyek ini adalah merancang Pemancar RC 3D yang dapat dicetak yang dapat saya gunakan untuk mengontrol proyek Arduino lainnya. Saya ingin pengontrolnya se-permanen mungkin, tetapi saya juga menginginkan kemampuan untuk memisahkannya dan mendesain ulang bagian-bagiannya. Proyek ini adalah hasil kerja keras selama beberapa minggu.

Perlengkapan

Untuk membangun pengontrol ini, Anda memerlukan:

• Analog Joystick x2
• Potensiometer Analog x2
• 128x32 Layar OLED 0,91 inci x1
• Arduino Nano x1
• Modul NRF24L01 dengan antena x1
• 3cm x 7cm papan berlubang x1
• BRC 18650 3,7 v baterai Li-ion x2
• 2 sel 18650 baterai case x1
• AMS1117 3.3 pengatur tegangan x1
• 3 posisi sakelar sakelar x1
• 2 sakelar sakelar posisi x2

Barang tambahan:

• Kawat pengukur 22 standar warna-warni
• Kawat pengukur 22 inti padat warna-warni
• Header Pin Pria + Wanita
• m3 sekrup kepala panci dan mur (berbagai macam panjang)
• m2 sekrup kepala panci dan mur (berbagai macam panjang)
• kebuntuan m2 (berbagai macam panjang)

• Akses ke:

  • pencetak 3D
  • Solder Besi

Langkah 1: Model 3D

Saya mulai dengan memodelkan pengontrol dalam perangkat lunak pemodelan 3D. Ada beberapa hal yang saya pertimbangkan selama proses desain:

• Printer 3D saya relatif kecil, jadi bagian-bagian saya perlu digabungkan setelah proses pencetakan. Untuk mengatasi ini, saya menambahkan lubang di seluruh desain untuk memasang bagian menggunakan sekrup m2.
• Saya ingin dengan mudah mengatur ulang bagian-bagian pada desain saya tanpa harus mencetak ulang, jadi saya menambahkan lubang dengan jarak yang seragam di mana bagian-bagian itu akan digabungkan untuk memungkinkan peluang desain pasca-cetak.
• Saya menghindari overhang sama sekali dalam desain ini, menghasilkan cetakan berkualitas tinggi.

Model ini tidak berisi semua bagian yang membentuk pemancar, tetapi semua bagian yang diperlukan untuk cetak 3D disertakan. Anda dapat mengunduh file STEP untuk model ini dengan mengklik unduh di bawah ini.

*Saya menyertakan file.stl untuk enklosur nrf24 bagi mereka yang kesulitan membaginya menjadi tiga bagian terpisah.

Langkah 2: Pencetakan 3D

Ini adalah langkah yang cukup mudah. Setelah semua bagian telah dicetak, Anda dapat memulai persiapan untuk perakitan bagian-bagian tersebut.

Langkah 3: Persiapan untuk Perakitan: Kabel

Untuk memungkinkan perubahan pada desain proyek ini, saya menyolder pin header jantan ke salah satu ujung semua kabel.

Langkah 4: Persiapan untuk Perakitan: Tampilan OLED

Sebelum memulai perakitan, Anda perlu menyiapkan beberapa komponen elektronik. Hal pertama yang harus dilakukan adalah menyolder kabel ke masing-masing pin komponen. (Lebih mudah menggunakan kabel standar dalam situasi ini karena lebih fleksibel dan karena itu lebih mudah untuk dirakit.) Layar OLED saya tanpa pin-header, jadi saya menyolder kabel langsung ke papan breakout. Namun, tidak ada bedanya cuaca atau tidak Anda solder ke pin header.

Langkah 5: Persiapan untuk Perakitan: Joystick

Langkah selanjutnya adalah menyolder kabel ke joystick. Dalam hal ini, saya menyolder kabel ke header pin karena beberapa alasan:

1. Jika saya telah melepas pin header dan menyolder ke lubang, saya harus memasukkan kabel melalui bagian atas lubang karena dudukan cetak 3D berada langsung di bawah papan breakout joystick.
2. Karena saya menyolder ke pin header, kabelnya jatuh lurus ke bawah dan membuat sisi atas pemancar lebih teratur.

Saya menggunakan warna yang sama untuk jenis pin yang sama pada kedua joystick:

• Merah untuk VCC
• Hitam untuk GND
• Biru untuk VRX
• Kuning untuk VRY
• Hijau untuk SW

Ini membuatnya lebih mudah saat menghubungkan kabel ke port yang tepat di Arduino.

Langkah 6: Persiapan untuk Perakitan: NRF24L01

Untuk modul NRF24L01, saya melepas pin header dan menyolder langsung ke lubangnya agar ada ruang untuk perfboard. Sekali lagi, saya mencatat warna yang saya gunakan untuk setiap pin untuk referensi di masa mendatang.

Langkah 7: Persiapan untuk Perakitan: Potensiometer

Untuk potensiometer, solder kabel ke masing-masing dari tiga lead. Dua lead luar adalah pin ground atau vcc (tidak masalah dalam urutan mana) dan lead tengah adalah output. Saya menyolder kabel merah dan kabel hitam ke dua lead luar dan kabel putih ke lead tengah untuk keduanya potensiometer.

Langkah 8: Persiapan untuk Perakitan: Sakelar

Ambil sakelar tiga posisi dan solder kawat ke masing-masing pin header. Saya menggunakan warna hitam untuk bagian tengah dan dua warna lain untuk bagian luar, yang saya perhatikan untuk referensi di masa mendatang.

Pada dua sakelar posisi ada tiga pin header. Anda hanya akan menggunakan dua ini. Sebuah kabel hitam masuk di tengah dan kabel lain masuk ke salah satu dari dua header pin luar. Penting: Lakukan ini hanya untuk satu sakelar.

Saklar selanjutnya akan digunakan sebagai saklar on-off. Untuk saat ini, hanya solder kabel ke pin tengah sakelar hidup-mati ini.

Langkah 9: Persiapan untuk Perakitan: Solder Casing Baterai ke Saklar On-off

Solder kabel merah wadah baterai ke salah satu pin luar pada sakelar hidup-mati. Jika Anda belum melakukannya, solder pin header pada kabel hitam casing baterai.

Langkah 10: Persiapan untuk Perakitan: Regulator Tegangan AMS1117

Untuk langkah ini Anda memerlukan regulator AMS1117 3.3 volt. Di sini, saya memiliki satu yang terpasang pada papan breakout yang dirancang untuk NRF24L01, jadi saya akan menunjukkan cara menyelesaikan langkah ini menggunakan bagian ini. Jika Anda hanya memiliki IC AMS1117, ada banyak tutorial di luar sana yang dapat membantu Anda dengan pengkabelan.

Hal pertama yang saya lakukan adalah melepas semua pin header dari board. Saya kemudian menyolder kabel merah dan hitam ke pin yang sesuai.

Melanjutkan desain non-permanen, saya mengambil sebaris dua pin header perempuan dan menempelkannya ke port VCC dan GND tempat modul NRF24L01 akan duduk.

Setelah Anda melakukan ini, Anda dapat melanjutkan ke langkah berikutnya.

Langkah 11: Siapkan Papan Perf: Arduino dan Pin Header

Hal terakhir yang harus dilakukan sebelum perakitan adalah menyiapkan perfboard. Untuk melakukan ini, Anda memerlukan Arduino Nano, kabel inti padat, dan header pin betina.

Pastikan Arduino Nano Anda memiliki pin header, dan lanjutkan untuk menyoldernya ke perfboard. Anda akan ingin meletakkannya sejauh mungkin ke satu sisi papan untuk meninggalkan ruang untuk ekstensi koneksi, tetapi Anda juga ingin meninggalkan baris di setiap sisi Arduino untuk menyolder pin header perempuan. Pastikan konektor USB sedekat mungkin dengan tepi papan. Papan 3cm x 7cm saya adalah 10 lubang kali 24 lubang. Ini meninggalkan saya dengan dua baris ke sisi kiri Arduino, satu baris ke sisi kanan, dan sekitar sembilan lubang di belakang Arduino.

Selanjutnya ambil dua baris dari lima belas pin header perempuan dan solder mereka di sebelah Arduino. Saya menggunakan header pin wanita standar tetapi saya berharap saya menggunakan header susun karena alasan ini:

Anda harus menghubungkan kabel pada pin header ke kabel pada Arduino. Jika Anda menggunakan pin header standar, jembatan solder perlu dibuat sambungannya, yang sedikit membosankan dan memakan waktu. Jika Anda menggunakan staking header, Anda dapat menekuk lead untuk menyentuh lead Arduino untuk membuat tugas menyolder lebih mudah

Apapun cara yang Anda pilih untuk melakukan ini, header pin harus terhubung ke header pin Arduino.

Langkah 12: Siapkan Papan Perf: Ekstensi Pin

Setelah Arduino dan pin header disolder ke board, langkah selanjutnya adalah memperpanjang pin 5v dan ground untuk mengakomodasi semua komponen listrik.

Solder dua baris 10 pin header pada papan perf di ujung yang berlawanan sebagai Arduino dengan satu baris ruang di antara mereka.

Ambil sepotong kawat inti padat dan jalankan dari pin 5V pada Arduino ke satu baris pin header. Lepaskan insulasi sehingga kawat terbuka di tempat yang menyentuh ujung pada kepala pin. Solder kawat di tempatnya.

Lakukan hal yang sama kecuali dengan pin GND pada Arduino dan deretan pin header lainnya.

Setelah Anda melakukan ini, pemancar siap untuk dirakit.

Langkah 13: Perakitan: Pasang Joystick ke Basis

Untuk tugas ini, Anda memerlukan delapan sekrup m4 dan mur yang sesuai, bersama dengan beberapa ring.

Tempatkan mur di lubang heksagonal di bagian bawah bagian cetakan 3D yang ditunjukkan di atas.

Geser satu mesin cuci ke setiap sekrup.

Dorong empat sekrup m4 ke dalam empat lubang pada papan breakout joystick.

Geser bagian cetak 3D offset joystick untuk bertindak sebagai pembatas antara papan breakout dan dudukan joystick.

Geser joystick dengan sekrup ke tempatnya di alas, pegang mur di slotnya saat Anda mengencangkan sekrup.

Ulangi langkah ini untuk joystick lainnya.

Langkah 14: Perakitan: Pasang Potensiometer dan Tampilan OLED ke Rak Potensiometer

Geser potensiometer ke tempatnya di rak potensiometer. Potensiometer saya datang dengan mur untuk mengencangkannya, dan saya menggunakan ini di sini untuk menjaga potensiometer tetap di tempatnya. Untuk mengencangkan mur di dalam inset, saya menggunakan obeng pipih.

Selanjutnya, masukkan kabel Layar OLED melalui slot di sisi kiri rak potensiometer. Kencangkan penutup di atas layar dengan beberapa sekrup m2. Anda mungkin perlu menambahkan beberapa ring untuk mengakomodasi tonjolan layar.

Langkah 15: Perakitan: Pasang Rak Potensiometer ke Basis Joystick

Ambil rak potensiometer dan pasang ke dasar joystick menggunakan sekrup m2 sehingga pin-header joystick menghadap jauh dari rak.

Langkah 16: Perakitan: Pasang Kandang NRF24L01 ke Rak Potensiometer

Enklosur NRF24L01 terdiri dari tiga bagian. Ambil bagian pertama dan masukkan kabel modul itu sendiri melalui slot di belakang. Ujung depan harus duduk di slot dan sambungan solder yang menonjol dari bagian belakang papan harus duduk di slot masing-masing juga.

Ambil tutup selungkup dan sejajarkan lubangnya sehingga sisi datar penutupnya rata dengan selungkup. Geser dua sekrup m2 melalui lubang dan pasang rakitan ini melalui lubang pada rak potensiometer. Untuk menyelesaikan langkah ini, sejajarkan lubang pada tutup kedua dengan sekrup m2 sehingga tonjolan parabola kecil di bagian depan berada di sekitar silinder modul NRF24L01. Kencangkan dengan dua mur.

Langkah 17: Perakitan: Pasang Pegangan ke Basis

Ambil kedua pegangan dan pasang ke alas menggunakan sekrup m2 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.

Langkah 18: Perakitan: Pasang Casing Baterai ke Basis

Pasang casing baterai ke dudukan baterai dengan sekrup countersink m3.

Pasang dudukan baterai ke alas dengan sekrup m2 sehingga wadah baterai terbuka ke bawah.

Langkah 19: Perakitan: Pasang Sakelar ke Pegangan

Untuk langkah ini, Anda memerlukan semua sakelar sakelar. Mulailah dengan sakelar sakelar tiga posisi.

Lepaskan pengikat dari sakelar dan geser sakelar melalui lubang heksagonal di pegangan kanan. Tidaklah penting di mana sakelar ini berada.

Ambil sakelar sakelar dua posisi dengan dua kabel dan dorong melalui lubang di sisi kiri pegangan, pasang dengan cara yang sama seperti sakelar sebelumnya.

Pilih lubang lain di pegangan kiri untuk memasang sakelar sakelar dua posisi terakhir, yang seharusnya menjadi sakelar hidup-mati.

Langkah 20: Perakitan: Pasang Perakitan Papan Perf ke Basis Joystick

Gunakan sekrup m2 dan penyangga m2 untuk memasang dudukan perfboard ke dasar joystick. Pastikan slot pada dudukan papan perf pas di sekitar modul NRF24L01. Sekali lagi, Anda mungkin perlu menambahkan beberapa ring di antara dudukan dan alas untuk memperhitungkan tonjolan kepala sekrup (Anda juga dapat menggunakan offset cetak 3D untuk ini). Pastikan Anda memasukkan sekrup m2 yang lebih panjang melalui tabung pada dudukan terlebih dahulu, karena Anda tidak akan dapat melakukannya setelah dudukan terpasang.

Langkah 21: Perakitan: Pasang Papan Perf ke Dudukan Papan Perf

Gunakan sekrup m2 untuk memasang perfboard mount ke perfboard sehingga Arduino dan pin header menghadap jauh dari mount. Panjang kabel Anda dapat mengarahkan arah yang ditunjuk oleh port USB pada Arduino.

Langkah 22: Koneksi Arduino

Memilih desain pemancar ini menghasilkan bagian bawah yang tampak tidak teratur. Untuk membuat ini tampak seperti tugas yang tidak terlalu berat, saya fokus pada satu jenis koneksi pada satu waktu. Sebagai contoh, saya mulai dengan menghubungkan semua kabel GND ke baris diperpanjang untuk GND di papan perf. Berikut koneksinya:

Pin Digital:

D4 - Joystick1 Sw

D5 - Joystick2 Sw

D6 - Pin luar dari Saklar Toggle 2 Posisi

D7 - Pin luar dari Sakelar Toggle 3 Posisi

D8 - Pin Luar Lainnya dari Sakelar Toggle 3 Posisi

D9 - Pin CE dari NRF24L01

D10 - Pin CSN dari NRF24L01

D11 - Pin MOSI dari NRF24L01

D12 - Pin MISC dari NRF24L01

D13 - Pin SCK dari NRF24L01

*Catatan: Ini adalah saat pengkodean warna kabel Anda akan berguna. Enklosur NRF24L01 membatasi pandangan Anda tentang nama pin. Saat Anda memberi kode warna pada kabel, Anda dapat mengetahui pin mana yang tanpa banyak usaha, membuatnya lebih mudah untuk menghubungkan kabel ke Arduino.

Pin analog:

A0 - Pin Pusat Potensiometer 1

A1 - Pin Pusat Potensiometer 2

A2 - Joystick2 VRX Pin

A3 - Joystick2 VRY Pin

A4 - Pin OLED SDA (DATA)

A5 - Pin OLED SCL (JAM)

A6 - Joystick1 VRY Pin

A7 - Joystick1 VRX Pin

Pengatur Tegangan (AMS1117):

Hubungkan pin ground modul NRF24L01 ke pin ground pada regulator tegangan. Hubungkan pin 3,3 volt pada NRF24L01 ke pengatur tegangan.

Header Pin Ekstensi Pin Ground (Hubungkan semua pin ini ke header pin ground):

• Tengahkan Pin pada sakelar Pengalih 2 Posisi
• Pin tengah pada sakelar Toggle 3 Posisi
• Joystick1 GND Pin
• Joystick2 GND Pin
• Potensiometer 1 pin kanan
• Potensiometer 2 pin kanan
• Pin OLED GND
• GND Kotak Baterai
• Pin GND pada pengatur tegangan

5v Pin Ekstensi Pin Header (Hubungkan semua pin ini ke VCC pin header):

• Joystick1 5v pin
• Joystick2 5v pin
• Potensiometer 1 pin kiri
• Potensiometer 2 pin kiri
• Pin VCC OLED
• Pin VCC pada pengatur tegangan

Koneksi lainnya:

Komponen terakhir yang harus dihubungkan adalah sakelar on-off. Salah satu ujung sakelar harus dihubungkan ke terminal positif pada wadah baterai. Pin tengah akan terhubung ke pin VIN pada Arduino.

Langkah 23: Kode Pemancar

Langkah terakhir untuk pengontrol ini adalah kodenya. Saya akan melakukan sedikit penjelasan untuk kode ini, tetapi jika Anda ingin penjelasan yang lebih mendalam tentang bagaimana tepatnya modul NRF24l01 bekerja dan digunakan, kunjungi situs ini:

Komunikasi Nirkabel Arduino – Tutorial NRF24L01

#termasuk

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define SCREEN_WIDTH 128 // Lebar tampilan OLED, dalam piksel #define SCREEN_HEIGHT 32 // tinggi tampilan OLED, dalam piksel Adafruit_SSD1306 tampilan(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1); radio RF24 (9, 10); alamat byte const[6] = "00001"; int data[11]; const int satuvrx = 7; //variabel untuk VRX pada joystick 1 const int onevry = 6; //variabel untuk VRY pada joystick 1 const int twovrx = 2; //variabel untuk VRX pada joystick 2 const int twovry = 3; //variabel untuk VRY pada joystick 2 const int pot0Pin = 0; //variabel untuk pot 1 const int pot1Pin = 1; //variabel untuk pot 2 const int ASwitch = 6; //variabel untuk sakelar sakelar dua posisi const int BSwitch1 = 8; //variabel untuk posisi satu dari tiga posisi sakelar sakelar const int BSwitch2 = 7; //variabel untuk posisi tiga dari tiga posisi sakelar sakelar const int CButton = 2; //variabel untuk tombol tekan opsional 1 const int DButton = 3; //variabel untuk tombol tekan opsional 2 int oneX; int satuY; int duaX; int duaY; int pot0; int pot1; void setup() { Serial.begin(9600); radio.mulai(); radio.openWritingPipe(alamat); radio.setPALevel(RF24_PA_MIN); radio.stopListening(); pinMode(ASwitch, INPUT_PULLUP); // setel APin ke mode keluaran pinMode(BSwitch1, INPUT_PULLUP); // setel BPin ke mode keluaran pinMode(BSwitch2, INPUT_PULLUP); // setel CPin ke mode keluaran pinMode(CButton, INPUT_PULLUP); // setel DPin ke mode keluaran pinMode(DButton, INPUT_PULLUP); display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); penundaan (1000); tampilan.clearDisplay(); display.setTextSize(.25); display.setTextColor(PUTIH); display.setCursor(0, 0); display.print("Hidupkan"); tampilan.tampilan(); penundaan (10); } void loop() { oneX = analogRead(onevrx); oneY = analogRead(onevry); twoX = analogRead(twovrx); twoY = analogRead(twovry); pot0 = analogRead(pot0Pin); pot1 = analogRead(pot1Pin); data[0] = satuX; data[1] = satuY; data[2] = duaX; data[3] = duaY; data[4] = pot0; data[5] = pot1; data[6] = digitalRead(ASwitch); data[7] = digitalRead(BSwitch1); data[8] = digitalRead(BSwitch2); data[9] = digitalRead(CButton); data[10] = digitalRead(DButton); radio.write(&data, ukuran(data)); //mengirim data ke penerima delay(100); tampilan.clearDisplay(); display.setTextSize(.25); display.setTextColor(PUTIH); display.setCursor(5, 5); tampilan.println(data[4]); display.print("Menerima daya"); //tambahkan informasi tambahan yang ingin Anda tampilkan pada OLED di sini display.display(); }

Langkah 24: Kode Penerima

#termasuk

#sertakan #sertakan radio RF24 (9, 10); //cns, ce // mendefinisikan objek untuk mengontrol alamat byte const NRF24L01[6] = "00001"; // tentukan alamat komunikasi yang harus sesuai dengan pengirim int data[11] = {512, 512, 512, 512, 512, 512, 0, 0, 0, 0, 0}; // tentukan array yang digunakan untuk menyimpan data komunikasi void setup() { radio.begin(); radio.openReadingPipe(0, alamat); radio.setPALevel(RF24_PA_MIN); radio.startListening(); //set sebagai penerima Serial.begin(9600); } void loop() { if (radio.available()) { radio.read(&data, sizeof(data)); //mencetak beberapa titik data dari controller ke serial monitor Serial.print(data[0]); Serial.print("\t\t"); Serial.print(data[1]); Serial.print("\t\t"); Serial.print(data[2]); Serial.print("\t\t"); Serial.print(data[3]); Serial.println(""); } //Sekali lagi, ini hanya contoh kode dasar untuk modul penerima.

Langkah 25: Kesimpulan

Anda dapat mengontrol hampir semua proyek Arduino dengan pengontrol ini, dan desainnya memungkinkan lebih banyak modifikasi. Anda mungkin memutuskan bahwa Anda menginginkan dua potensiometer tambahan alih-alih Tampilan OLED (Jika Anda ingin file STEP dari rak potensiometer 4, saya dapat mengirimkannya kepada Anda. Cukup beri komentar dengan permintaan). Atau mungkin Anda ingin menambahkan beberapa tombol ke desain. Ini sepenuhnya terserah Anda.

Jika Anda memiliki pertanyaan, komentar, atau masalah, jangan ragu untuk bertanya.

Terima kasih telah meluangkan waktu untuk membaca 24 langkah ini. Saya harap Anda dapat mempelajari sesuatu atau mendapatkan beberapa ide baru tentang apa yang dapat dicapai dengan printer 3D dan Arduino.

Runner Up di Kontes Arduino 2020