2016年7月22日 星期五

二代自走車_part6最終回

女兒試車中...
感覺上長官還算滿意,小的誠惶誠恐的看著
「這個轉彎要很大的空間,我們家不夠大...」
蛤!所以言下之意是要買一間大一點的房子嗎...

自走車是利用速度差來轉彎
所以有點像是畫圓規的意思
加上沒有倒車檔
要回頭就得畫一個180度的半圓
是的,女兒~爸爸買不起更大的房子可以給你
只好想辦法讓車可以「嘛庫」

這件事本來就在原始規畫內
只是車如果動不了
這件事就不重要
現在車可以動了
當然就要解決了

理論上只要反接電流
馬達就能反轉
我一開始是在控制器的輸入端反接
結果沒有動作
這是當然的
因為控制器也需要電源
電源方向錯了,就不會動作
那輸出端呢?
我怎麼笨到這種程度
笨~笨~笨~笨~笨~笨~
因為很笨所以說六次
只要在輸出端(接馬達的那端)作一個電流方向的控制器不就好啦!!


這就簡單了
馬上就能搞定
量了一下電流
小開關應該就能負荷
不然又要花錢了



裝在控制板上





真是帥翻天了!!
因為可以控制正反轉
所以可以原地迴旋
頓時家裡就變大了~~

這種不是方向盤直覺式的控制器
需要一點時間適應
相對的也在考驗你的邏輯能力
沒想到女兒不到半小時就能操控自如
真的小看她了!!

「這個控制前後的開關常常搞不清楚有沒有切過去耶~~」
長官提出缺失了
我們就要趕快生出改善方案
加上一個顯示的LED燈如何?
借用馬達的電就可以了
但馬達吃24V
所以必須串聯電阻
不同的LED所需的電阻也不同
需要試試
當然也可以先算看看



5mmLED驅動電壓約2V~3V,功率約40mW~60mW(不同LED差很多喔)
也就是說電流約20mA
電阻需吃掉21~22V的電壓
所以電阻至少需要1000~2000歐姆左右
保守一點可以從10K或100K開始測試
結果和計算值差不多
數學果然是有用的!!

電池不好拆了
只好再花一次功夫全部卸下裝備
引出電源
就可以直接充電





加上保護片
以免不小心短路


前後1個多月
耗時上百小時
花費近萬
終於完成了
很辛苦
很花錢
作好也不知道幹什麼用
但女兒的笑容...無價~~(哀~已經到了不給拍的年紀了...)

附上成果的部分特寫






沒有影片,沒有真相!!
是的,沒有影片...
歡迎大家8/6光臨台中科博館賽E趴來免費體驗喔!!
(終於說出目的了...)


後記:
永遠沒有搞完的一天
明明就作好了
卻還是想去動它
控制面板原本用紙板
很不堅固
所幸換成了木板
再拉了一個總電源上來

結果又不小心燒掉了PWM的控制器
等料又是三天
乾脆再作了尾翼



這是最終版嗎?
我不知道...



2016年7月20日 星期三

二代自走車_part5

原本決定再做一個ㄇ字型的架子延伸出去裝置輔助輪
學生給了我一個最簡單的建議
「為什麼不直接加一根木頭在中間,兩頭再加輔助輪就好...」
我也想過,但中間的木頭怎麼固定啊
下盤的中間已經被電池箱佔據了
但這的確是一個比較簡單的方法
只要「想辦法」固定這根木頭就好
...
...
(這表示縮實攝影)
想辦法,是啊~~
怎麼想?
垂直方向無法固定
水平方向呢?
又是一個不斷木工的過程
用樟木作了一個垂直型的ㄇ字型的支架





用了四根3吋長的螺絲水平鎖入車體的木板中

結果支架距地面太近了
沒有輪子塞得進去
只好在跨接一段木頭上去增加空間
這個跨接會有很大的受力
不可用木紋螺絲
所以直接用了兩根2分半3吋長的螺絲

輪子當然選擇用可動式
不要太大,因為沒有負重
小一點也比較靈活
但找合適的輪子又是另一件苦差事了
...(縮時攝影)

結果空間就差了2mm
只能慢慢磨出這2mm的空間出來了



到此幾乎是完成了!!
試車的結果很滿意
但...
女兒不滿意
「這個線(速度控制器的可變電阻)很討厭耶,不能固定住嗎?」
是是是!!女兒提出要求
爸爸就要作到
其實這也是原本就考慮到的事
所以輔助輪的支架當時就留了一小段下來備用

只是想說能省就省了
但手拿確實不方便
但控制台需要在延伸一段木頭上來
垂直上去會讓站立的空間縮小許多
控制台最好稍稍向前延伸出去會更方便操作
問題又來了!!
女兒倒是提供了一個方向
「用水管接啊,水管有很多轉接頭就可以改變方向了!!」
天啊~~,這個方法竟然是小五的學生想到的
沒錯!確實是可行的
但我又仔細思考了一下
根據以前失敗無數次的經驗
水管有彈性
向上延伸約1公尺,又沒有額外固定的地方
鐵定是不穩的
所以還是打消了念頭

最後還是回到木頭了
其實只要有臺鋸
我就能切出一個10度內的木頭
放入延伸控制台的木頭上
就可以固定在輔助輪的支架上
問題就解決了
但我就是鋸不出一個這麼小角度又要足夠長的木頭啊~~
用塑鋼土作?
接角鐵?
去外面鋸樹木(剛好有角度的)?
逛五金行?

經驗告訴我
事情解決的方式一定不只有一種
重點是我需要一個可以拉出控制台與輔助輪支架角度的東西
切了一段45度的小木塊
鎖在控制台的支架上





搞定!!
再用兩根4吋的螺絲斜角鎖入就能固定了!!
鑽孔的角度很難抓
鑽錯的就用塑鋼土補起來了


呼~~這樣又過了好幾天...(待續)




2016年7月18日 星期一

二代自走車_part4

D字軸是無法改變的事實
只能面對它...
通常遇到障礙的時候就讓自己歸零
開始看看身邊還有時麼東西可以用
開始翻垃圾,逛五金行...
發現以前留了一根樟木
感覺上滿硬的,至少比合板好太多
反正沒路走了
就再試一次看看

鑽的時候就明顯感覺到木頭很硬
裝上轉軸後
依然撐不住馬達的高扭力
看來必須換個角度來想了
人家怎麼作的?
電風扇也是D字軸
但風扇和轉軸的密合度很高
厚度也夠
所以不會有磨損的問題
但就是找不到6mm的D字軸的風扇
我自己做的密合度又不夠(要出動CNC才辦得到了)
改裝到起子的梅花頭?
換掉D字頭呢?
焊接上螺母?
電鑽頭呢?
電鑽頭的夾具應該力量夠了吧!!
也方便拆卸
立馬(其實也已經過了好幾天)裝好在輪子上



強度確實夠
裝在D字軸上似乎也沒問題了
忽然覺得眼前又一片光明


女兒在旁邊看著我搞了好幾個星期
「你怎麼知道這樣裝會有效?」
「因為我失敗過太多次了...當我失敗後,我就會有感覺怎樣會沒效,但這樣是否有效,我也不知道...」
「喔~~」女兒似乎聽懂了一些我話中的意思,很多事情都是失敗中去學習的
我為什麼知道這麼作?
不是我「知道」
而是因為我「不知道」
所以我後來知道了

利用電鑽頭確實解決了D字頭和輪子之間固定的問題
我一度認為痛苦結束了...
上車...不穩...跌下車...
「喀!」的一聲,不祥的預感出現了
輪子沒脫落
但轉軸整個歪掉了..
.

天啊~~
馬達扭力是夠(雖然還是感覺到拖得很辛苦...)
但剛性不夠
轉軸只有6mm撐不住因為夾具伸長轉軸所產生的力矩
整個都彎曲了...
心臟垮了
最花錢的東西也要出現了
沒了馬達
萬事俱備,東風卻來了又走

估狗了好幾天
淘寶的馬達不接受集運
賣家直送的運費高得驚人
實在不划算
加上這次的經驗
沒看到東西
只怕又會再花冤枉錢
找了又找
一個全新60W上下的減速馬達售價4800
實在花不下去
只好從二手馬達下手
臺中的二手馬達店少得可憐
最後終於找到兩個適合的
60W,40轉,日製,10mm缺口軸,扭力16kgw.m(老闆說的)

真的是要在台灣買
順便和老闆聊聊
你就可以懂得更多
畢竟行行都是專業啊~~

中古馬達一個1200
很掙扎
但還是買了兩個

這下子要重新配置零件了
馬達很重
需要有一個強力的固定座
就用木板直接幫她蓋一個家吧!!



速度控制器也要調整位置


一切就緒後
試車...終於OK了...感動到痛哭流涕
但...工作還沒結束

這台破車沒有陀螺儀
重心這麼高一定會不穩
加上輔助輪是一定要的
這個車體因為兩個大馬達和電池已經沒有太多空間了
輔助輪怎麼加?放哪裡?輪子的大小?可動輪或固定輪?強度夠嗎?
這下子又要解決另一個難題了!(待續)


2016年7月17日 星期日

二代自走車_part3

一切都是那麼的順利是不是?
接下來才是惡夢的開始...
初次上車就發現合板的強度明顯不夠
中間根本就凹陷下去
我已經減肥了好不好
目前穩定68持續上升中
因此自走車可以乘載的目標重要至少要能80
這好解決,疊兩片合板就好!!

OK之後,小心翼翼的二次登板
動了!!
真的載了我跑了一公尺
但加速減速時車體會不穩
這是本來就可以預見的結果
因為這台破車並沒有陀螺儀
一個人站上去,重心拉高這麼多
怎麼可能不偏
這也好解決
加個(或兩個)輔助輪就好
但這不是現階段要解決的事
因為悲劇發生了!!

忽然車子不動了...
車輪持續空轉
發生什麼事??
莫非定律!!我擔心的事還是發生了
轉軸與輪子接合的強度還是不夠
轉軸直徑只有6mmD字軸
一般AB膠還是脫落了
D字軸光滑的部分太多



嘗試換了另一款含鐵成分的AB膠
如同貝爺說的「當你不確定的時候....那就多加一點」
(貝爺是誰,請估狗,繼馬蓋先之後最崇拜的偶像了)
果然是強力AB膠!!
黏是黏住了
但另一齣悲劇還是發生了

合板的強度不夠啊
馬達的扭力太大了
用合板塞入輪子中硬要帶動
硬碰硬就看誰不硬
答案是合板輸了...
合板都裂了
我的心也裂了...


怎麼辦??
一時之間沒轍了
如果加強合板鑽孔與D字軸的密合度呢?
怎麼做?
用2mm厚的鋁板慢慢裁切出符合D字軸的孔



這說來簡單
作起來真是痛苦不堪
但還是完成了
裝上去...通電...轉轉看...髒話就出現了...
強度還是不夠...

這下又回到原點了
救命啊~~(待續)

(看倌們會發現這次照片很少...因為實在太痛苦了,都忘了拍)



2016年7月15日 星期五

二代自走車_part2

車體說穿了就是一個可以站的地方和裝這些零件的空間
沒有龍頭,沒有座位
所以只需要幾片木板就可以搞定

合板是最便宜又好用的了
裁成約腳的長度,寬就高興就好
不要太寬,合板強度會不夠
電源的部分,玩具車通常都用6V或12V
但我設計兩顆大功率馬達(雖然這兩顆根本不叫做大功率....)
而且共用一個電源
因此還是用24V好了
一方面馬達原始的扭力(未減速前)通常電壓越高,扭力越強
另一方面電流的輸出也會小一點
相對比較安全
用兩顆12V,7.2AH的鉛電池串聯
輸出功率保守估計最少也有500W
絕對夠用
本來有想過用18650
但功率可能不夠
加上不好更換(需要焊接串聯六個)
所以還是選擇用鉛電池

鉛電池很重
需要有專用的電池箱
不然會很危險





轉彎的問題就利用兩個輪子的轉速不同來控制
右輪快,左輪慢,就會左轉
右輪慢,左輪快,就會右轉
理化老師有沒有覺得很熟悉...
沒錯!光的折射!
今年上到光學時,鐵定搬到班上來玩

所以需要轉速控制器
這種控制器不會改變電壓
和電阻式的調光器不同
電壓不變,扭力也比較不會掉下來(當然低速時還是會變小)
不懂原理
可能是限流電路吧
我隨便猜猜,看倌們就隨便聽聽
有人懂得再補充吧

接法很簡單
就輸入和輸出而已
注意正負極



原本想說讓「輸入」的正負極改變
就可以改變電流方向
馬達也就能控制正反轉
用一個三段六P的開關來改就好

搞到最後
我錯了....
輸入接錯,控制器是不會有動作的
算了!!
暫時先不管倒退的問題
先求有再求好!!

油門呢??
用手控制最方便
但手要留出來調輪子的轉速
所以用腳控制好了

油門是什麼?
說穿了就是一個押了會通路,放開就斷路的開關
有什麼可以用?
太多了!!
就用電鈴開關吧


終於初步組合起來了....(待續)



電子元件的包裝袋秘密

很多電子模組都會用這種黑色半透明的包裝袋 為什麼要用這種特殊的包裝袋呢? 用一般的PE袋或PVC袋不行嗎? 這就要回到電子電路的工作原理來說了 傳統電路主要靠電流來控制電路 電子電路則是靠電壓來控制 (這麼粗略的說法一定會被罵,但無法在三千字內說清楚就乾脆不說了,有興趣研究的可以...