Электронное рулевое колесо: 5 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Всем привет!

Ниже я расскажу об одном из моих любимых проектов - электронном рулевом колесе. Я спроектировал и разработал рулевое колесо для студенческого автомобиля формулы. Функция электроники на колесе состоит в том, чтобы в основном управлять несколькими системами автомобиля, такими как настройки вентилятора радиатора, системы уменьшения сопротивления и впускного коллектора переменной длины. Чтобы получить краткое представление, сначала посмотрите видео ниже, а затем продолжайте публикацию.

Шаг 1:

Установка

Настройку можно разделить на 4 уровня иерархии. Рассмотрим схему ниже:

Шаг 2:

1. Arduino: роль arduino в моей настройке заключается в получении ввода от сенсорного экрана и кнопок переключения передач и, соответственно, выдачи выходного сигнала для управления всеми реле и сервоприводом.

2. Рулевое колесо и приводы:

   1. Быстроразъемное электрическое соединение: Что касается производства рулевого колеса, это, несомненно, была самая сложная часть всей установки. Штыревую часть круглого электрического разъема вставляли в шлицевой вал рулевого колеса, при этом вся проводка проходила через вал и выходила рядом со стойкой. Гнездовая сторона электрического разъема была расположена внутри быстроразъемной муфты рулевого колеса. Всего через разъем проходит 8 проводов. Посмотрите изображения ниже, чтобы лучше понять соединения.
   2. Пневматическое реле переключения передач: реле управляется Arduino, которое получает сигнал от кнопок переключения передач на рулевом колесе. Когда кнопка нажата, реле активируется Arduino, и пневматическая система перемещается соответствующим образом, чтобы переключить передачу.
   3. Сервопривод DRS: сервопривод для DRS (система уменьшения сопротивления) также управляется Arduino. В соответствии с событием, выбранным пользователем в меню «Выбор события» на ЖК-дисплее, сервопривод перемещается и положение заднего крыла автомобиля изменяется.
   4. Сервопривод VLIM: VLIM означает впускной коллектор переменной длины. Как и сервопривод DRS, сервопривод VLIM управляется Arduino в соответствии с настройками в меню выбора событий.
   5. Реле вентилятора радиатора: вентилятор радиатора является важной частью системы охлаждения двигателя. Не включайте вентилятор радиатора - двигатель перегреется. Всегда держите вентилятор радиатора включенным, и аккумулятор разрядится в течение 15 минут. Следовательно, существует множество настроек, которые пользователь может выбрать в зависимости от температуры окружающего воздуха и условий работы.
3. Электрическая цепь рулевого колеса: Как следует из названия, это электрическая цепь рулевого колеса. Всего от электрической цепи до быстроразъемной муфты идет 8 проводов.

Шаг 3:

4. Вспомогательное оборудование рулевого колеса

1. Подсветка переключения: это светодиодные фонари, установленные на верхней части рулевого колеса. Они используются для информирования водителя о необходимости переключения передачи на оптимальных оборотах, чтобы добиться максимальной производительности трансмиссии. В моей установке мы использовали светодиоды Neopixel WS2812B RGB для простоты. Вся полоса управляется всего 3-мя проводами. Одно питание (+ 5В), второе заземление, а третье - сигнальный провод.
2. Сенсорный экран: Как уже говорилось выше, водитель управляет сенсорным экраном для управления различными настройками автомобиля. Устройство с сенсорным экраном, которое мы использовали, - это устройство Nextion. Устройство предлагает простой способ взаимодействия с Arduino, а красивый графический интерфейс можно легко создать без особых навыков программирования. Чтобы объяснить кодирование и дизайн сенсорного экрана, потребуется собственное руководство. Дайте мне знать в разделе комментариев ниже, если вы хотите, чтобы я сделал ту же инструкцию.
3. Кнопки Shift: здесь снова, когда кнопки (любую из двух) нажимаются драйвером, соответствующие цифровые выводы считывания Arduino устанавливаются на высокий уровень. В соответствии с нажатой кнопкой, arduino активирует соответствующее пневматическое реле переключения передач, и передача меняется.

Шаг 4:

Производство

Помимо быстросъемного электрического разъема, который я уже обсуждал выше, основными компонентами производства являются рама основания и крышки. Базовая рама рулевого управления, как видно на изображениях, была сделана из углеродного волокна. Три слоя углеродного волокна с каждой стороны вспененной сердцевины были упакованы в мешки с использованием технологии вливания смолы. После высыхания всей эпоксидной смолы деталь была отправлена на проволочную резку, где на опорной раме были вырезаны прорези для большого пальца и внешний профиль. Что касается закрывающих коробок, использовались листы ПВХ толщиной 2 мм, которые затем снова отправляли на проволочную резку для получения желаемого профиля. После механической обработки и рама основания, и кожухи были собраны с помощью гаек, болтов и большого количества эпоксидной смолы.:П

Ниже еще одно видео, снятое во время изготовления. Звуки машин - это всегда весело.:)

Шаг 5:

Чтобы увидеть больше подобных уроков, вы можете подписаться на мою страницу здесь:

www.facebook.com/projectmechatronics/