Hobbyisten en ontwerpers willen hun vaardigheden en kennis op het gebied van elektronica altijd verbeteren. Vaardigheden die je de beste maken op dit gebied zijn onder andere mechanica, elektronica, elektriciteit en besturing. Het gebied van op afstand bestuurbare auto's is de beste plek om dergelijke vaardigheden te leren.

Bij DIY RC Cars ontwikkel je je mechanische vaardigheden door mechanische structuren te fabriceren, zoals het chassis van een DIY RC-auto. Je elektrische vaardigheden worden aangescherpt door inzicht in elektrische grootheden zoals spanning, stroomsterkte en vermogen, die noodzakelijk zijn voor de aandrijving van je DIY. Je elektronische vaardigheden, van het begrijpen van de elektronische componenten tot het bouwen van hun functionele circuits en soldeervaardigheden, worden verbeterd door de DIY RC-auto's. 

Ten slotte moet je zelfbouw RC-auto een besturingsmodus hebben. Je besturingsvaardigheden worden aangescherpt door inzicht te krijgen in verschillende besturingssystemen en hun functies. Op gevorderd niveau leer je de basisprincipes van programmeren. Dit inleidende artikel is geschikt voor beginners in de zelfbouw RC-autobranche.

Begrijpen van afstandsbedieningscircuits

In dit gedeelte leggen we uit hoe RC-auto's werken en welke essentiële onderdelen op afstand bestuurbare voertuigen bevatten.

Hoe werken RC-auto's?

Figuur 1: RC-auto

RC staat voor remote control (afstandsbediening). RC-auto's zijn intelligente systemen die mechanische, mobiele structuren combineren met draadloze communicatie. Het systeem bestaat uit een zender, draadloze voeding en een ontvanger die stevig op de mechanische structuur is bevestigd. Om het systeem te laten werken, stuurt de ontvanger geselecteerde signalen naar de ontvanger op de RC-auto. De zender verzamelt de input van de gebruiker en stuurt deze vervolgens naar de ontvanger voor decodering. De ontvanger verzamelt en interpreteert alle input en stuurt de juiste commando's naar de actuatoren van de RC-auto, zoals servomotoren, voor de benodigde output. Uw RC-auto komt tot leven met een mechanische structuur en een transceiver.

Naast de mechanische structuur en de transceiver speelt de volgende technologie de belangrijkste rol bij de bouw van een RC-auto:

·       RF: RF is een afkorting voor radiofrequentie en maakt communicatie tussen zender en ontvanger mogelijk.

·       LiPo-batterijen: RC-auto's hebben voldoende elektrische gelijkstroom nodig om te kunnen rijden. Lithium-polymeerbatterijen (LiPo) leveren de benodigde energie.

·       Servomotoren: RC-auto's vereisen beweging, en motorsturing is een manier om beweging te bereiken. De meest gebruikte motor hiervoor is de servomotor.

·       ESC-systeem: RC-auto's gebruiken ESC (Electronic Speed Controllers) om de snelheid van deze auto's te regelen.

Essentiële onderdelen van een afstandsbedieningsauto

Dit zijn de essentiële onderdelen die nodig zijn om een RC-auto te bouwen:

Chassis

Het chassis vormt de ruggengraat van RC-auto's. Het is de structuur die alle andere componenten herbergt. Het onderdeel vormt de basis van de RC-auto's en herbergt andere elementen zoals de ophanging, motor, aandrijfkettingen, accu's en elektronica.

Er worden verschillende chassis ontworpen om RC-auto's in staat te stellen verschillende functionaliteiten en terreinen te bereiken. Offroad, onroad, drift, rock crawler, short course en stadium trucks zijn slechts enkele soorten chassis in RC-auto's. Chassis worden ontworpen met behulp van verschillende materialen, zoals kunststof, aluminium, koolstofvezel, staal en hout. Verschillende materialen worden geselecteerd op basis van toepassingsgebied, kosten, voordelen en beperkingen.

Enkele belangrijke kenmerken die het chassis compleet maken, zijn de wielbasis voor de bevestiging van de wielen, de bodemvrijheid, de aandrijflijn, het ophangingssysteem, het oppervlak voor de montage van de accu, de chassisindeling en de banden en wielen.

Figuur 2: RC-autochassis

servo Motor

De servomotor is een elektromechanisch onderdeel dat de hoekige en lineaire beweging van RC-auto's nauwkeurig regelt. Dit type motor wordt gebruikt bij het gas geven en remmen om de snelheid en de besturing te regelen en zo de richting van de RC-auto's te bepalen.

Servomotoren zijn er in verschillende soorten, van analoog tot digitaal en borstelloos. Bij het kiezen van een servomotor voor uw RC-auto moet u rekening houden met het koppel, de snelheid, het spanningsverbruik, de afmetingen, het gewicht, de waterbestendigheid en het type lagers.

Figuur 3: RC auto's servomotor

DC-motoren

DC Motoren werken op gelijkstroom, waarbij elektrische energie wordt gebruikt om een as te laten draaien die verbonden is met mechanische onderdelen zoals tandwielen, tandwielen, wielen, riemen en kettingen. Verschillende soorten gelijkstroommotoren, zoals borstelmotoren en borstelloze motoren, worden gebruikt in RC-auto's.

Bij het selecteren van de DC-motor moet u rekening houden met belangrijke specificaties zoals motorgrootte, aantal omwentelingen, KV-waarden, spanning, koppel en efficiëntie. De motor wordt gebruikt voor aandrijving, accessoires en stuurbekrachtiging in RC-auto's.

transceiver

De transceiver bestaat uit de zender en de ontvanger.

·       Zender: De bestuurder van de RC-auto gebruikt dit draagbare apparaat om commando's naar de ontvanger op het chassis van de RC-auto te sturen. De belangrijkste kenmerken van de zender zijn de frequentie, voornamelijk radiofrequentie, de kanalen die de functionaliteit van de zender bepalen en het werkingsbereik. Er zijn twee soorten zenders: met zuigergreep en met stick.

Figuur 4: Schema van RC-autozender

·       Ontvanger: Dit is een klein elektromechanisch apparaatje dat op RC-auto's wordt gemonteerd om signalen van de zender te ontvangen en deze naar de ESC van de RC-auto te sturen voor de benodigde respons of actie. Het beschikt over functies zoals een antenne, kanalen en een compact ontwerp dat geschikt is voor een RC-auto. Het systeem kan zowel twee- als meerkanaals zijn.

Figuur 5: RC-auto-ontvangercircuit

ESC

ESC is een systeem dat in RC-auto's wordt gebruikt om de snelheid van de motoren te regelen. Het regelt ook het remmen, het accuverbruik en de rijrichting van de auto. Er bestaan twee soorten ESC: de geborstelde ESC voor motoren met borstels en de borstelloze ESC voor motoren zonder borstels.

Voordat u een ESC-systeem kiest, moeten verschillende overwegingen worden gemaakt, zoals stroomsterkte, spanning, batterij-eliminatorcircuits en eenvoudige programmering. Houd ook rekening met de motor, het toepassingsgebied, de afmetingen, het gewicht en de compatibiliteit van de batterij.

Accupack

Het accupakket voedt de RC-auto's. Een ontwerper moet een keuze maken uit de bestaande accupakketten. Er zijn vier typen: nikkel-metaalhydride, lithium-polymeer, nikkel-cadmium en lithium-ion accupakketten.

Voordat een ontwerper de juiste batterij kiest, moet hij rekening houden met de spanning, de capaciteit van de batterij, de ontlaadsnelheid van de batterij, de compatibiliteit van de oplader en de grootte en het gewicht van de batterij.

Figuur 6: RC-autobatterijen

Doe-het-zelf Eigen  RC Car

RC auto bouwpakket

RC-auto's kunnen snel worden gebouwd met geprefabriceerde bouwpakketten. Bouwpakketten bestaan uit een verzameling perfect geselecteerde componenten die prestaties en compatibiliteit bieden. Hieronder vindt u een lijst met de meest voorkomende RC-bouwpakketten voor beginners.

·       Basissets: Deze bestaan uit wielen, chassis en motoren en vereisen eenvoudige montage.

·       Geavanceerde kits: Naast de functies die beschikbaar zijn in de basiskits, heeft deze kit nog meer functies, zoals programmeermogelijkheden, geavanceerdere motoren, zoals servo's, meer aangepaste chassis en hogere prestaties.

Voordat u uw RC-autokit kiest, moet u rekening houden met een aantal factoren, zoals:

·       Niveau van uw vaardigheden: Eenvoudige RC-autokits met gedetailleerde, leerzame informatie zijn een optie voor beginners.

·       Kosten: Geavanceerde RC-kits zijn duurder dan basis RC-kits. Naast de kosten bieden geavanceerde kits betere prestaties, duurzaamheid en personalisatiemogelijkheden.

·       Doel: Zoals eerder vermeld, zijn er verschillende classificaties voor RC-auto's. Jij beslist of je een race-, terrein- of terreinwagen wilt.

Schema van afstandsbedieningscircuit voor RC-auto's

Je moet de besturing ervan begrijpen om schema's te maken voor afstandsbedieningen voor RC-auto's. De besturing is gebaseerd op gegevensuitwisseling tussen de zender en de ontvanger.

Het afstandsbedieningscircuit voor RC-auto's werkt volgens de volgende werkingsprincipes:

·       Door op een willekeurige knop op het zendercircuit in Figuur 4 te drukken, worden signalen naar de encoder verzonden.

·       De encoder pikt de signalen op, zet ze om in een serieel formaat en stuurt ze vervolgens via de RF-zender naar de ontvanger (zie Figuur 5).

·       De RF-ontvanger op de RC-auto vangt de signalen op en stuurt deze naar de decoders.

·       De decoder interpreteert het signaal en activeert de motor op basis van de ontvangen gegevens van de zender.

Hoe maak je een afstandsbediening

·      Zendersysteem:

Het zendersysteem bestaat uit de onderstaande componenten:

1. Joystick of knoppen voor gebruikersinvoer.

2. Encoder IC bijvoorbeeld HT12E 

3. RF-zendermodule, bijvoorbeeld 433 MHz

4. Voeding, bijvoorbeeld een 9V-batterij.

Bij het monteren van de zender worden de volgende stappen gebruikt:

1. Sluit de schakelaar aan op een encoder-IC, de HT12E. De HT12E zet de gebruikersinvoer om naar binaire waarden. Elke druk op de drukknop moet een unieke uitvoer opleveren.

2. Sluit de uitgang van de HT12E naar HT12D aan op de RF-zendermodule.

3. Sluit de RF-zendermodule aan op een stabiele stroombron. Controleer of de bedrading correct is uitgevoerd.

4. Test uw circuit door het verzonden signaal te observeren.

·       Ontvangersysteem:

Het RF-ontvangercircuit bestaat uit de volgende elementen:

1.       RF-ontvangermodule

2.       microcontroller,

3.       Decoder bijvoorbeeld HT12D

4.       motor driver

5.       Motoren

6.       Krachtbron.

Bij het monteren van de ontvanger worden de volgende stappen gebruikt:

1. Sluit de ontvanger aan op de HT12D-decoder-IC. Volg het bovenstaande schema en zorg ervoor dat de pinouts correct zijn geconfigureerd.

2. Integreer de decoder met de microcontroller. Schrijf code op de microcontroller om de ontvangen signalen te interpreteren en de motoren aan te sturen.

3. Sluit de ESC van de motordriver aan en gebruik de meegeleverde voeding om deze van stroom te voorzien.

4. Test of uw ontvanger goed werkt.

Problemen oplossen met veelvoorkomende problemen

Mechanische, elektrische en programmeerproblemen zijn uitdagingen waar ontwerpers in elk ontwerpproces mee te maken krijgen. Het ontwerp van RC-auto's vormt daarop geen uitzondering. Hieronder volgen enkele veelvoorkomende problemen die u kunt tegenkomen bij het werken met RC-auto's en hoe u deze kunt oplossen.

·       Niet-reagerende motor: Bij RC-auto's wordt een niet-reagerende motor veroorzaakt door losse verbindingen, een defecte ESC of een te lage stroomvoorziening. Om dit op te lossen, controleert u de bedrading, de accuspanning en laadcapaciteit, inspecteert u het ESC-systeem en controleert u of de motor naar behoren functioneert.

·       Stuurstoring: Dit kan worden veroorzaakt door verkeerde signalen of een beschadigde servomotor. Om dit te verhelpen, test u eerst de motorfunctionaliteit en kalibreert u vervolgens de afgegeven signalen opnieuw.

·       Signaalinterferentie: Soms is de koppeling van de transceiver van uw RC-auto slecht, of werken verschillende apparaten op hetzelfde radiofrequentiebereik. Deze problemen kunnen worden opgelost door de operationele frequentie van uw systeem te wijzigen of door ervoor te zorgen dat de RC-auto een perfecte koppeling van de transceiver heeft.

·       Oververhitting van componenten: De verandering wordt veroorzaakt door een slecht koelsysteem of een langdurig gebruik van de RC-auto. Door koellichamen en ventilatoren aan de oververhitte componenten toe te voegen, kan het probleem worden opgelost.

Conclusie

Het creëren van je eigen RC-auto is een spannend proces dat je veel vaardigheden zal bijbrengen. Het combineert creativiteit en technische kennis. Om je op afstand bestuurbare auto te kopen, moet je de benodigde componenten en systemen kennen, zoals ontvanger, zender, ESC en technieken voor het oplossen van problemen met RC-auto's. Gevorderde ontwerpers kunnen overwegen om hun producten helemaal zelf te ontwerpen en te laten produceren via PCBasic. PCB-basis, worden er kwalitatief goede en betere klantenservices geleverd.