이중 속도 기어박스를 갖춘 고성능 3D 프린팅 RC 탱크 제작

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맞춤형 PCB 디자인

전자 부품을 체계적으로 정리하기 위해 RC 탱크용 맞춤형 PCB를 설계했습니다. PCB는 ATmega2560 마이크로컨트롤러 기반 보드와 호환되어 그 위에 직접 장착됩니다.

PCBWay에서 PCB를 주문했습니다. 여기에서는 간단히 Gerber 파일을 업로드하고 PCB의 속성을 선택한 후 합리적인 가격으로 주문할 수 있습니다.

파란색으로 선택한 PCB 색상을 제외하고는 기본 속성을 변경하지 않았습니다. PCBWay 프로젝트 공유 커뮤니티에서 Gerber를 찾아 다운로드할 수도 있으며, 이를 통해 PCB를 직접 주문할 수도 있습니다.

RC탱크 조립 마무리

이 섹션에서는 모든 것을 연결하고 RC 탱크를 완성하는 방법을 설명하겠습니다.

이 섹션은 아직 준비 중입니다.

RC 탱크 프로그래밍 - Arduino 코드

이 섹션에서는 RC 탱크 뒤의 Arduino 코드가 어떻게 작동하는지 설명하겠습니다. 여기에서 코드를 다운로드할 수 있습니다:

코드 개요

따라서 IBusBM 라이브러리를 사용하여 RC 송신기에서 들어오는 데이터를 읽습니다.

// Reading the data comming from the RC Transmitter
 IBus.loop();
 ch0 = IBus.readChannel(0); // ch0 - left and right;
 ch1 = IBus.readChannel(1); // ch1 - forward and backward;
 ch6 = IBus.readChannel(6); // ch6 - Gear shifter
 ch7 = IBus.readChannel(7); // ch7 - Police light strobe effect
 ch8 = IBus.readChannel(8); // ch8 - All white LEDs
 ch9 = IBus.readChannel(9); // ch9 - Left and Right white LEDsCode language: JavaScript (javascript)

오른쪽 조이스틱인 채널 0과 1은 탱크의 동작을 제어하는 데 사용되고, 왼쪽 로커 스위치 또는 채널 6은 기어 변속을 위한 서보 제어에 사용되고, 나머지 세 개의 로커 스위치는 LED 제어에 사용됩니다.

들어오는 데이터를 DC 모터의 PWM 제어에 적합한 값(0~255)으로 변환합니다.

// convert the incoming date into suitable PWM value
 steeringValue = map(ch0, 1000, 2000, -205, 205); // 0 to 205 range because then I add +50 in order to avoid low PWM values as to motors won't start if so
 motorSpeed = map(ch1, 1000, 2000, -205, 205);
 motorSpeed = abs(motorSpeed);
 leftMotorSpeed = 50 + motorSpeed + steeringValue; // 50 + (0-205) + (0 - 205 ) = 50 - 255 so this range from 50 to 255 is used as PWM value
 rightMotorSpeed = 50 + motorSpeed - steeringValue;
 leftMotorSpeed = constrain(leftMotorSpeed, 0, 255); // constrain the PWM value from 0 to 255
 rightMotorSpeed = constrain(rightMotorSpeed, 0, 255);
 // if PWM is lower than 52, set PWM value to 0
 if (leftMotorSpeed < 52) {
 leftMotorSpeed = 0;
 }
 if (rightMotorSpeed < 52) {
 rightMotorSpeed = 0;
 }
Code language: JavaScript (javascript)

AnalogWrite() 함수를 적절하게 사용하여 드라이버와 모터에 PWM 값을 보냅니다.

// if right joystick goes up > move forward
 if (ch1 > 1510 && ch1 < 2000) {
 digitalWrite(M1_RPWM, 0);
 analogWrite(M1_LPWM, leftMotorSpeed);
 digitalWrite(M2_RPWM, 0);
 analogWrite(M2_LPWM, rightMotorSpeed);
 }
 // if right joystick goes down > move backward
 if (ch1 > 1000 && ch1 < 1490) {
 analogWrite(M1_RPWM, leftMotorSpeed);
 digitalWrite(M1_LPWM, 0);
 analogWrite(M2_RPWM, rightMotorSpeed);
 digitalWrite(M2_LPWM, 0);
 }
 // if right joystick is in the middle, don't move
 if (ch1 > 1490 && ch1 < 1510) {
 if (leftMotorSpeed < 50 && rightMotorSpeed < 50) {
 digitalWrite(M1_LPWM, 0);
 digitalWrite(M1_RPWM, 0);
 digitalWrite(M2_LPWM, 0);
 digitalWrite(M2_RPWM, 0);
 }
 // if right joystick move just left or right, without going up or down, move the tank left or right (in place)
 else if (ch0 < 1490 || ch0 > 1510) {
 analogWrite(M1_RPWM, rightMotorSpeed);
 analogWrite(M1_LPWM, leftMotorSpeed);
 analogWrite(M2_RPWM, leftMotorSpeed);
 analogWrite(M2_LPWM, rightMotorSpeed);
 }
 }Code language: JavaScript (javascript)

서보 모터 및 기어 변속의 경우 사용하는 서보에 따라 값을 조정해야 합니다.

//======= Gear shift ====
 if (ch6 == 2000) {
 myservo.write(140);
 }
 if (ch6 == 1000) {
 myservo.write(40);
 }Code language: JavaScript (javascript)

조명 제어는 어떤 로커가 전환되었는지 확인하고 이에 따라 필요에 따라 각 LED를 개별적으로 켜도록 지시합니다.

//===== LIGHTS Control ===
 // Front and back lights LEDs control
 if (ch9 == 2000) {
 frontLeds[0] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[1] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[2] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[3] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[4] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[5] = CRGB (0, 0, 0);
 frontLeds[6] = CRGB (0, 0, 0);
 frontLeds[7] = CRGB (0, 0, 0);
 frontLeds[8] = CRGB (0, 0, 0);
 frontLeds[9] = CRGB (0, 0, 0);
 frontLeds[10] = CRGB (0, 0, 0);
 frontLeds[11] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[12] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[13] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[14] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[15] = CRGB (255, 255, 255);
 backLeftLeds[0] = CRGB ( 255, 0, 0);
 backLeftLeds[1] = CRGB ( 255, 0, 0);
 backLeftLeds[2] = CRGB ( 255, 0, 0);
 backRightLeds[0] = CRGB ( 255, 0, 0);
 backRightLeds[1] = CRGB ( 255, 0, 0);
 backRightLeds[2] = CRGB ( 255, 0, 0);
 }
 if (ch9 != ch9State) {
 if (ch9 == 1000) {
 FastLED.clear();
 }
 ch9State = ch9;
 FastLED.show();
 }
 // Front and back lights LEDs control
 if (ch8 == 1500) {
 frontLeds[0] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[1] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[2] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[3] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[4] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[5] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[6] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[7] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[8] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[9] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[10] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[11] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[12] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[13] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[14] = CRGB (255, 255, 255);
 frontLeds[15] = CRGB (255, 255, 255);
 backLeftLeds[0] = CRGB ( 255, 0, 0);
 backLeftLeds[1] = CRGB ( 255, 0, 0);
 backLeftLeds[2] = CRGB ( 255, 0, 0);
 backRightLeds[0] = CRGB ( 255, 0, 0);
 backRightLeds[1] = CRGB ( 255, 0, 0);
 backRightLeds[2] = CRGB ( 255, 0, 0);
 }
....and so on...Code language: JavaScript (javascript)

경찰 조명 스트로보 효과를 코딩하는 데 시간이 좀 걸렸지만 정말 멋지게 나왔습니다.

3D 프린팅 탱크 테스트

코드를 업로드하면 테스트를 위해 로봇 플랫폼과 RC 송신기의 전원을 켤 수 있습니다. 송신기 디스플레이에서 LiPo 배터리 전압과 수신기 및 송신기 전압을 확인할 수 있습니다.

여기에서 기어 변속이 어떻게 작동하는지 확인할 수도 있습니다. 왼쪽 로커 스위치를 사용하면 모터가 작동하는 동안 기어를 전환할 수 있습니다. 정말 그렇죠.

나머지 3개의 로커 스위치를 사용하여 탱크 조명을 제어합니다. 4가지 모드가 있습니다. 각 측면에 흰색 LED 5개, 두 번째 모드는 모두 흰색 LED가 켜져 있고, 세 번째 모드는 모두 흰색 LED가 깜박이며 물론 가장 멋진 모드인 경찰 조명 스트로브 효과입니다. 탱크는 이러한 조명 모드를 켠 상태에서 이동할 수 있습니다.

하지만 여기에 간단히 메모해 두세요. LED는 LM350 전압 조정기에서 나오는 5V를 통해 전원이 공급되므로 특히 모든 백색 LED 모드를 사용하는 경우 상당히 뜨거워질 수 있습니다. 각 LED는 흰색의 경우 약 50-60mA의 전류를 소비하므로 이는 거의 1A 정도의 전류입니다.

LM350은 최대 3A의 전류를 처리할 수 있지만 이를 위해서는 적절한 냉각 장치가 필요합니다. 적절한 방열판을 추가할 수 없도록 맞춤형 PCB의 잘못된 위치에 배치했습니다. 그래도 스테퍼 드라이버에서 작은 방열판을 추가해 보았습니다.

약간의 도움이 되지만 모든 흰색 LED가 오랫동안 켜져 있으면 전압 조정기가 과열될 수 있습니다. 하지만 다른 모드에서는 모두 괜찮기 때문에 그대로 두었습니다. 이 문제를 해결하려면 정격 전류가 8A인 별도의 벅 컨버터를 추가할 수 있습니다. 이 벅 컨버터는 12V 출력 터미널에서 전원을 공급받을 수 있으며, 우리가 설정한 5V 또는 6V 출력은 PCB의 6V 터미널로 갈 수 있으며 6V 레일을 사용하여 LED에 전원을 공급할 수 있습니다.

그럼에도 불구하고, 이 영상을 즐기고 새로운 것을 배웠기를 바랍니다. RC 탱크를 조립하고 운전하며 즐거운 시간을 보내세요. 앞서 언급했듯이 향후 비디오에서는 이 탱크를 일부 업그레이드할 계획입니다. 그 위에 로봇 팔을 추가할 수도 있고, 제설기 같은 것을 만들 수도 있습니다. 그러니 계속 지켜봐 주시기 바랍니다.