اسکیت بورد الکتریکی : طراحی با استفاده از ال ای دی و آردوینو

در این پروژه می خواهیم یک اسکیت بورد الکتریکی سریع با استفاده از آردوینو نانو برای کنترل و برنامه ریزی ال ای دی های آن طراحی کنیم.

اسکیت بورد الکتریکی وسیله بسیار خوبی برای گردش در شهر است، قابل حمل و قدرتمند و سریع می باشد. امروزه استفاده از اسکوترهای الکترونیکی بسیار زیاد شده است.

در این پروژه نحوه ساخت یک اسکیت بورد بهتر با مشخصات بیشتر را یاد می گیرید. نحوه ساخت این برد با اسپید کنترلر، باتری و موتور و نحوه اتصال آنها به یکدیگر را آموزش می دهیم.

مشخصات اسکیت بورد

• حداکثر سرعت 28 مایل در ساعت و مسافت بیش از 11 مایل
• بسیار کم نور در کمتر از 13.2 پوند
• چراغ های قابل برنامه ریزی
• نشانگر وضعیت باتری
• کلید اسکیت بورد اختصاصی (کانکتور آنتی اسپارک)

نکات لازم حین بازی اسکیت بورد

• همیشه از کلاه ایمنی استفاده کنید.
• اسکیت بورد را با حتیاط کنترل کنید، زیرا دارای باتری های lipo می باشد که دارای تخلیه بار الکتریکی بالا می باشند و اگر دستگاه به درستی کنترل نشود ممکن است منجر به آتش سوزی شود.
• دقت کنید که استفاده از این دستگاه در کشور شما حتما قانونی باشد.

یک اسکیت بورد الکتریکی دارای یک موتور متصل به برد می باشد و آن را با استفاده از یک کنترل از راه دور RC کنترل می کنیم. به عنوان مثال ما از یک کنترل از راه دور 2.4 گیگاهرتز استفاده می کنیم. همانند اسکیت بوردهای دیگر، می توانید به سمت چپ یا راست حرکت کنید.

یک چرخدنده کوچک بر روی شافت موتور قرار گرفته و چرخدنده بزرگتر دیگر بر روی چرخ می باشد. موتور، چرخدنده کوچکتر را می چرخاند و تسمه را می کشد. نسبت چرخدنده فاکتور اساسی در تعیین سرعت است.

ساخت یک اسکیت بورد الکتریکی بسیار شبیه به ساخت یک کامپیوتر pc است.

موتور بزرگتر، گشتاور بیشتری نیز تولید می کند که برای حرکت در شیب بهتر است، اما سرعت حرکت را کاهش می دهد. همچنین یک باتری بزرگتر سبب می شود تا مسافت بیشتری را بتوان طی کرد در حالیکه وزن برد را افزایش می دهد و اسکیت بورد سنگین تر می شود، در نتیجه سرعت آن کاهش می یابد.

اندازه لانگ برد مورد استفاده ما در این پروژه 36 اینچ است. لانگ برد، تعادل بهتر و فاصله بیشتری از زمین را فراهم می کند. وزن این برد حدود 3.5 کیلوگرم (7.7 پوند) می باشد.

چگونگی ساخت اسکیت بورد الکتریکی

• اضافه کردن Riser Pads : این مساله سبب می شود تا لرزش برد کاهش یابد و سبب می شود تا فاصله برد از زمین افزایش یابد.
• دریل سوراخ ها برای چسباندن فریم : این سوراخ ها برای اتصال برد الکترونیکی به لانگ برد می باشد.
• نوار ال ای دی رنگی : نوار رنگی WS2812B را با استفاده از چسب حرارتی به برد وصل می کنیم.

قطعات الکترونیکی اسکیت بورد الکتریکی

قطعات الکترونیکی اسکیت بورد شامل موتور، درایو و باتری ها می باشد.

موتور براشلس BLDC : در اینجا از موتور براشلس BLDC 2450W، 190KV ، Flipsky 6354 با سنسور داخلی استفاده شده است. معمولاً چهار کابل دارد که می تواند مستقیماً به اسپید کنترلر وصل شود. اسپید کنترلر همراه با موتور سنسور دار می توانند موقعیت موتور را شناسایی کنند، کارایی موتور را افزایش می دهد و شروع حرکت موتور را روان تر و نرم تر می کند.

برای ساخت این ربات، یک موتور کافیست هر چند می توانید با دو موتور نیز آن را بسازید.

تسمه درایو و و هاب موتور : در این پروژه دو نوع تسمه داریم که شامل تسمه درایو و هاب موتور می شود. در این ساختار از تسمه درایو موتور استفاده شده است.

باتری : در این پروژه از دو باتری 5s LiPo استفاده شده است. هر باتری ولتاژ خروجی 18.5V دارد. اتصال این باتری ها بصورت سری یک ولتاژ خروجی کل 37V می باشد و ظرفیت خازن نیز افزایش می یابد. باتریهای LiPo به دلیل وزن و اندازه و در نتیجه تخلیه بالا، باتریهای بسیار خوبی هستند. هر چند، این باتریها باید با دقت زیاد نگهداری و ذخیره بشوند تا به دلیل ولتاژ بالا منفجر یا خراب نشوند. به عنوان مثال، از شارژ بیش از اندازه باتریهای LiPo پرهیز کنید و باید به اندازه شارژ شوند.

گیرنده و ریموت : هر گیرنده 2.4 گیگاهرتز مناسب این کار است. در این پروژه از ریموت RC استفاده شده است. همچنین می توان از مدلهای دیگر ریموت نیز استفاده کرد.

مونتاژ قرقره در طراحی اسکیت بورد

قرقره یک سیستم است که باعث چرخش چرخها توسط تسمه تایم سیاه می شود. همانطور که موتور می چرخد، چرخ نیز چرخانده می شود.

تسمه تایم استفاده شده، HTD5 225mmx15mm می باشد.

چرخدنده بزرگتر روی چرخ 80 میلی متری اورانگوتان پیچ می شود. چرخ (80 میلی متر یا بزرگتر ایده آل است) چرخ های Kegel Orangutang دارای یک فضای توپی پلاستیکی هستند که قبلاً برای سیستم قرقره طراحی شده اند. دانستن اندازه چرخ ضروری است، برخی از پایه ها و چرخدنده ها تنها با اندازه های خاص چرخ سازگار هستند. چرخدنده 16 دندانه کوچکتر بر روی شافت موتور پیچ شده است. می توانید موقعیت موتور، قرقره و شافت را با پیچ های نگهدارنده تنظیم کنید.

اسپید کنترلر، مغز برد است و بخشی از سخت افزار است که به موتور وصل می شود و قدرت خروجی موتور را بر اساس ورودی داده شده توسط ریموت، تنظیم می کند.

اسپید کنترلر همراه با یک ریموت و گیرنده است. در اینجا ما از یک اسپید کنترلر VESC استفاده کرده ایم. در واقع یک اسپید کنترلر متن-باز قابل برنامه ریزی است. یک اسپید کنترلر با کیفیت می تواند جریان خروجی موتور را تطبیق دهد.

نشانگر وضعیت باتری

نشانگر وضعیت باتری به عنوان ولت متر عمل می کند، بطوریکه + (قرمز) و منفی (سیاه) به + و – اسپید کنترلر متن باز (VESC) لحیم شده است. سپس نشانگر باتری هر زمان که برد متصل باشد، آن را روشن می کند.

قطعات مورد نیاز

• 1x Arduino Nano R3
• 1x LED Strip, NeoPixel Digital RGB
• 1x Longboard       
• 1x Brushless Motor (Flipsky 190 KV)
• 1x VESC (Electronic Speed Controller)
• 1x LiPo Batteries (5000 mAh 5S)
• 1x 2.4GHz Remote & Receiver