erstellt 2.02.2016
Der Panzer
Nachdem ich in den Besitz eines Panzer ( leider nur ein Modell ) kam und mit den Fahreigenschaften nicht zufrieden war,
nur eine Geschwindigkeit , billige Fernbedienung,usw. begab ich mich daran eine eigene Steuerung zu entwickeln.
Dazu nahm ich den Panzer dessen Material fast nur aus billigen Kunststoff bestand auseinander und entfernte alle Elektronischen Bauteile
bis auf die Zwei Antriebsmotoren und den Akku.
Die beiden Motoren benötigen eine Spannung zwischen 5 und 7 Volt und das eingebaute Akkupack stellt eine Spannung von 7,2 V zu Verfügung, außerdem verfügen die Motoren über ein Getriebe.
Bild 1
So sah der Panzer aus bevor ich Hand an ihn gelegt hatte.
So sieht das Innenleben aus nach dem ich alle überflüssigen Komponenten entfernt hatte,
auf der rechten Seite sieht man die zwei Antriebsmotoren inklusive Getriebe.
Die beiden Kabel kommen vom Batterieschacht und gehen zur linken Seite an dem sich ein Ein/Aus Schalter befindet.

Als erstes wird eine Motorsteuerung eingebaut die hauptsächlich einen Treiberbaustein L298 beinhaltet.
Der Treiberbaustein sorgt dafür das die Motoren in zwei Richtungen laufen  können ,also vor und zurück.
Der Treiber kann aber noch eine Menge mehr, wird aber hier nicht zur Anwendung gebracht.
Er kann zum Beispiel die Motoren vor Überlast schützen indem sie rechtzeitig abgeschaltet werden wenn ein bestimmter
Strom überschritten wird.

Bild 2
Übersicht
Mein erster Gedanke galt einer Übersicht in der ich erst einmal erfasste was die Steuerung können soll.
  • Beide Motoren sollen gesteuert werden und zwar vor und zurück und in variable Geschwindigkeit
  • Die Steuerung sollte über Funk ausgeführt werden
  • Als Anzeige sollte ein LCD Anzeige sowie mehrere Leuchtdioden dienen.
  • Mit Infrarot Sensoren sollte ermöglicht werden das der Panzer hinter mir her fahren kann ohne gesteuert zu werden, er sollte also mein Wärmebild erfassen

Der Prozessor
Um genügend Ressourcen hinsichtlich der Ein / Ausgänge zu haben bevorzuge ich  den Atmega 32 , der auch noch in einen für Hobby Bastler  Art gerechten Baugröße zu haben ist, also kein SMD.
Außerdem ist der vom Preis noch erschwinglich mit ca, 3-4 Euro.

Die Motorsteuerung
Die Motorsteuerung soll 2 Motoren jeweils einzeln steuern, und sicherstellen das jeder Motor sowie vor als auch zurück drehen kann,
dazu besitzt die Motorsteuerung mit dem Motortreiber L298 pro Motor insgesamt 3 Eingänge davon sind zwei Eingänge zuständig um der Steuerung
das Signal zu geben ob der Motor vor oder zurück drehen soll, und eine Steuerleitung um den Motor frei zu geben,
ergo werden für zwei Motoren insgesamt 6 Steuerleitungen benötigt die vom Mikroprozessor angesteuert werden müssen.

So sieht der Treiberbaustein aus vom Typ L297 er hat 15 Anschlüsse die allerdings
nicht alle belegt werden müssen.
Pro Motor sind drei Eingänge vorhanden wovon 2 Eingänge die Drehrichtung des Motor angeben,
und der dritte Eingang gibt den Motor bei Bedarf frei.



L298 Datenblatt
zz

rBild 3
Hier eine Layout der Schaltung:
Die Dioden dienen dazu dass sogenannte Induktionsströme nicht den Baustein zerstören die unweigerlich auftreten wenn die Motoren abgeschaltet werden.
Die Anschlüsse auf der linken Seite B0,B2,D4,D5,D6,B1 sowie GND und VCC, werden später mit dem Prozessor verbunden.

Bild 4
Das Innenleben des Motortreiber

In der folgende Tabelle erkennen wir welche Eingänge LOW oder High sein müssen um den jeweiligen Motor zu steuern.Die Eingänge werden dann vom Prozessor angesteuert.

Eingang
Kabel
Motor rechts vor Motor rechts Stop
Motor rechts zurück
B0

1
X
0
B1

0
X
1
B2 Freigabe
Rot
1
0
1





Eingang
Kabel
Motor links vor
Motor links Stop
Motor links zurück
D4 Freigabe
Braun
1

1
D5

0
X
1
D6

1
X
0

Die Anzeige
Als Anzeige dient eine 4 mal 16 Zeichen LCD Modulvom Typ TC 1604A,
alternativ kann auch ein 2 mal 16 Zeichen Modul Verwendung finden dann
muss allerdings das Programm später geringfügig geändert werden.


Funkmodul

Als Funkmodul wird das Modul RF 7020 benutzt , es hat einen TTL Ausgang und kann direkt mit dem Prozessor kommunizieren, außerdem benötigt er die gleiche Betriebsspannung und erfordert so keine spezielle Anpassung.
Es sind 7 Anschlüsse vorhanden , von denen aber nur 4 Stück benötigt werden.
  • Vcc  ( Plus 5 Volt)
  • GND ( Masse)
  • TXD ( Sendeleitung)
  • RXD ( Empfangsleitung)

Infrarot Abstand Sensor
Ein Infrarot Modul mit Analogausgang, gibt proportional zur gemessenen Entfernung ein Analoges Signal aus.
Da pro Sensor eine Signal ausgegeben wird , müssen diese beiden Signal an zwei Analogeingänge des Prozessors erfasst und mittels Software ausgewertet werden.
Auch dieses Modul arbeitet mit einer Betriebsspannung von 5 Volt.
Bei der Analogmessung werden bei bedeckten Sensoren 5 Volt ausgegeben das entspricht 1024 Bit.

Datenblatt

Datenblatt





Aufbau mit Atmega 32

Die Grundplatine beinhaltet einen Spannungsregler der für eine Konstante Spannung von 5 Volt sorgt, mehrere Led's zu Prüf und Anzeige von Betriebszustände,
eine ISP Schnittstelle über die der Atmega programmiert wird, einen Quarz von 8 Mhz für die Taktfrequenz des Atmega's , und eine LCD Anzeige mit 4 mal 16 Zeichen.
Die Led's sind über Jumper angeschlossen um sie evtl. auszuschalten um den Stromverbrauch zu reduzieren.
Die LCD Anzeige ist nicht unbedingt notwendig, dient in der Hauptsache dazu in der Entwicklungsphase aktuelle Parameter oder Zustände an zu zeigen.
Das Funkmodul ist notwendig um mein Fahrzeug über Funk fern zu steuern.



Fernbedienung
 Um das Fahrzeug fern bedienen zu können kommt noch eine Funkfernsteurung zum Einsatz

Die Funktionen im einzelnen
Fernsteuerung
Die Fernsteuerung mit 7 Tasten und vier Leds üben folgende Funktionen aus:
  • Taste 1 steuert alle Motoren vorwärts
  • Taste 2 steuert den Linken Motor vor
  • Taste 3 stoppt alle Motoren
  • Taste 4 steuert den rechten Motor vor
  • Taste 5 steuert beide Motoren zurück
  • Taste 6 regelt die Geschwindigkeit aller Motoren runter
  • Taste 7 regelt die Geschwindigkeit aller Motoren rauf
Beim rauf oder runter Regeln der Geschwindigkeit ertönt ein Tonsignal wenn die Maximale oder die Minimale Geschwindigkeit erreicht wird.
  • Weiße Led leuchtet kurz auf wenn ein Funksignal abgegeben wird
  • Orange Led blitz ständig kurz auf um den Betrieb der Fernsteuerung an zu zeigen.
  • Blaue Led blitzt kurz wenn das ausgesandte Signal vom Empfänger erkannt und von diesen wieder zurück gesendet wird, so kann überprüft werden ob die Reichweite nicht überschritten ist.
  • Grüne Led ist Optional für evtl. spätere Funktionen vorgesehen und aktuell außer Funktion
Infrarot Abstand Sensoren
De PIR Sensoren erfassen den Temperaturunterschied der bei Warmblüter im Verhältnis zur Umgebung abgegeben wird.
Die Sensor Platine gibt zwei separate  Signale zwischen 0 bis 5 Volt an den Mikroprozessor ab. Der Mikroprozessor wandelt diese Analogen Werte in Digital Werte im Bereich 0 bis 1023 Bit um, und vergleicht diese Werte, je nach Differenz werden dann die Motoren gesteuert, außerdem werden die Werte mit einen festgelegten Minimalwert verglichen um so fest zu stellen ob das Fahrzeug zu dich auf einen Gegenstand aufgefahren ist, dann nämlich soll er stoppen und erst wieder weiter fahren wenn der Abstand sich vergrößert hat.
Motorsteurung
Um die Fahrgeschwindigkeit des Panzer zu variieren ,werden  die Freigabe Eingänge am Motortreiber mit einer Pulsweitenmodulation angesteuert, durch verändern der Modulation kann so die Geschwindigkeit zwischen 0 und 100% gesteuert werden.

.
Funkmodul
Das Funkmodul kann Software mäßig durch ändern einiger Parameter angepasst werden, ist aber nicht nötig, hier wird mit den Standard Werten  gearbeitet.



Rechts die Motorsteuerung die im hinteren Teil des Panzers mit Heißkleber eingeklebt wird.


Letzte Aktualisierung 02.11.2019