Хабрахабр

[Из песочницы] Игрушка ГАЗ-66 на пульте управления. Часть 1

image

Но не купить готовую, а сделать самому. Несколько последних лет хотелось заполучить игрушку на пульте управления и обязательно с видео. На все работы от старта и до почти завершения ушло ~ 9 месяцев. И в итоге заказал себе вот такую игрушку, с простенькой системой управления, но большим потенциалом для модернизации. Большую часть этого времени ждал комплектующие из Китая.

Статью пишу по большей части для себя, что бы в дальнейшем не забыть что делал, как, зачем и почему.

Сначала опишу аппаратную часть, из чего собирал, с какими проблемами сталкивался и как их решал. Она будет содержать 2 основные части: аппаратную и программную и возможно еще одну часть про компоновку железа.

1. Аппаратная часть

Рассмотрим их подробнее. Система состоит из пульта управления и аппаратуры установленной на машинке.

1.1 Пульт управления

Компоненты:

Game HAT

это уже готовое решение совмещающие в себе экран, джойстик и клавиатуру достаточную для управления машинкой. Game HAT был выбран т.к.

image

Его решил использовать вместо руля. Джойстиком на этой плате является KY-023. Но оказалось, что в Raspberry нет АЦП и единственные значения которые можно было получить от него 0 и 1, что явно недостаточно для плавного поворота колес.

image

ADS1115

Эту проблему решил модуль ADS1115.

image

Показания снимаются со средних ножек переменных резисторов на джойстике. Модуль был припаян к Game HAT и прикреплен к ней с помощью ленты 3M. Выглядит все так:

image

Провода припаяны к разъемам Game HAT, которые соответствуют разъемам питания и I2C на Raspberry. Джойстик по аналогии впаян в Game HAT. Схема подключения:

image

Внешне никаких видимых изменений он не претерпел. На этом аппаратный сбор пульта управления закончен.

1.2 Машинка

Как это все ужасно выглядит под капотом:

image

Начнем разбираться.

Компоненты:

  • Raspberry pi 3
  • Raspberry Pi Camera v2 NoIR
  • PCA9685 ШИМ генератор
  • Mini-360 понижающий преобразователь питания
  • BMS CF-4S30A-A контролер заряда
  • L298N драйвер управления двигателем
  • Моя плата управления светом на основе драйвера L293
  • 3 литий-ионных батареи 18650
  • 370 мотор
  • DI-1181MG сервопривод

Питание

Начнем от питания, его обеспечивают три аккумулятора 18650 соединенных последовательно и дающих ~ 12 вольт.

Аккумуляторы подсоединены через плату BMS CF-4S30A-A, что бы их можно было заряжать и не разрядить в ноль на покатушках.

image

Почему была взята она, а не 3S 40A BMS. Но это плата предназначена для 4-х аккумуляторов, поэтому она была переделана для работы с 3-мя аккумуляторами. Потому что она была под рукой.

Схема переделки:

image

Этим напряжением питается 370 мотор через драйвер L298N.

image

image

Для питания Raspberry используются напряжение с этих же аккумуляторов, но напряжение понижается модулем Mini-360 до 5 вольт.

image

Raspberry запитал прямо на его ножки.

Движение

Для управления рулевым механизмом используется сервопривод DI-1181MG, который управляется с помощью PCA9685. Теперь поговорим о том как машинка ездит. Raspberry же управляет PCA9685 по I2C шине. Так же PCA9685 отвечает за управление мотором регулируя его скорость и направление вращения через драйвер L298N. Этого вполне хватает для сервы и управления мотором. PCA9685 питается от 5 вольт с понижающего преобразователя. Мотор подключен к 2 выходам L298N для повышения мощности.

image

image

Видео

Но без доработок не обошлось. Для видео использовал Camera v2 NoIR, она легко подключается к Raspberry. чего не хватило для монтажных работ. Стандартный шлейф камеры был в длину 15 см. На aliexpress за один длинный шлейф для этой камеры китайцы хотят больше 1000 рублей. Так же этот шлейф не стандартный, он имеет 15 пинов. И с помощью высокотехнологичной технологии применения канцелярских ножниц переделан в 15 пиновый шлейф для камеры. По этому был куплен комплект из 10 стандартных 16 пиновых шлейфов ~ за 300 рублей.

image

image

Пока что машинка показывает только потолок 🙂 На момент написания статьи, 2-ой месяц жду крепление для камеры в кабину.

Свет

Осталось их только запитать. На машинке уже установлен штатный свет, состоящий из фар с 2-мя желтыми светодиодами.

Питание на диоды подается через резистор. Управление светом осуществляется через мою плату, которая сделана на основе драйвера L293. На ней так же куча дорожек для разводки питания. Плата сделана по технологии ЛУТ.

Можно было бы для управления светом воспользоваться PCA9685, но на том момент когда делал свою не знал про нее и он мне был не нужен.

Схема платы:

image

Представлю общую схему подключения:

image

А вот это, что стояло в машинке пока я не влез 🙂

image

Хотя прошло не больше месяца с момента монтирования. К моменту написания уже начал забывать, что и как делал.

В следующей свое статье опишу программную часть, как оживлял железо. По аппаратной части все.

Благодарность

Поскольку я программист и с железом не дружил 🙂 Отделу паяльников моей компании за их помощь.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть