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제 목 29. 무선 모듈 응용 무선조종
첨부파일

 

                  시판의 315 MHz의 무선 송수신 모듈을 사용한 무선조종
                  자동차를 만들어 보았습니다.
                  상당히 안정에 조종 할 수 있습니다.

 


무선 모듈 응용 무선조종차

315 MHz의 시판의 무선 송수신 모듈을 사용해
PIC로 송수신 장치를 만들어 무선조종차를 만들어
보았습니다.





【개요】

315 MHz라고 하는 무허가의 미약 전파를 사용한 무선 송수신 모듈을 입수할 수 있었다
의로, 사용해 보았습니다.
무선 모듈은 소형으로 되어 있어, 완전하게 무조정으로 사용할 수 있어 315 MHz라고 한다
어느 쪽인가 하면, 자작하려면 , 약간 임하기 어려운 고주파를 아주 간단하게
사용할 수가 있기 (위해)때문에, 여러가지 응용을 할 수 있을 것 같습니다.

이번은 우선 무선조종 자동차에 이용해 본 것으로, 거친 안테나에서도
10 m정도는 닿을 것 같아서 실내용으로 사용하는 분에는 불평 없음입니다.
또, 주파수가 높기 때문에 송수신도 안정으로, 모터의 노이즈에도 전혀 영향을 받지 않고
안정에 송수신 할 수 있습니다.
이번 제작 예의 전체 구성은 수신 유니트를 탑재한 자동차와 조종용의 송신기
(으)로부터 완성되어 있습니다.

수신 유니트

송신기


【송수신 모듈의 사양】

이번 입수한 무선의 송수신 모듈의 사양은 아래와 같이 되어 있습니다.
사용법으로서는, 단순하게 TTL 레벨의 디지탈 신호를 송신 모듈에
입력하면, 무선 신호로서 출력되어 수신 모듈로부터 같은 데이터가
TTL 레벨로 출력된다고 하는 단순 동작입니다.

단순하게 사용할 수 있습니다만, 사용법으로, 조금 주의가 필요한 (일)것은, High의 신호
(을)를 연속해 송신 모듈에 입력해도, 수 10 msec 후에는, 무선 전파가 두절
네라고, 수신 모듈측의 출력이 Low 레벨이 되어 버리는 것입니다.
따라서, 조보synchronous communication에서 통신을 하기 위해서는, 이 수 10 msec 이내에, 다음의
데이터를 출력해 통신을 상시 연속해 가고 있는 것이 필요한 일입니다.


  제조 메이커 : 영국 RF Solution사
  판매원   : IP·아이사
  전파 사양  : 315 MHz대 미약 전파

 《수신 모듈》
  전원 전압  : 5V±0. 5V
  소비 전류  : 최대 3 mA
  수신 주파수 : 200~450 MHz
  수신 감도  : -105dBm
  통신 속도  : 최대 3 kHz
  출력 신호  : TTL 레벨(High 3.7Vtyp)
  외형 치수  : 약 38×13×3mm


AM-HRR3-315
수신 모듈의 외관
완전무조정으로 손대는 곳은
아무것도 없다.



 《송신 모듈》
  전원 전압  : 2~14 V(통상 5 V)
  소비 전류  : 통상 4 mA
  송신 주파수 : 303. 8~433. 92MHz
  송신 출력  : 0dBm (AM변조 방식)
  스프리아스 : -30dBc
  송신 속도  : 최대 4 kHz
  입력 신호  : TTL 레벨(High>2V)
  외형 치수  : 약 18×12×3mm  
   


AM-RT5-315
송신 모듈의 외관
매우 소형으로 되어있다.
이쪽도 완전무조정



【수신 유니트의 구성】

차측에 탑재하는 수신 유니트는, PIC16F873로 구성해, 무선 수신 모듈로
받은 데이터를 내장의 USA RT로 수신합니다.
그리고 출력에는, 데이터 수신 확인과 에러 표시용으로 발광 다이오드를,
모터 제어용으로는, 내장 CCP 모듈을 사용해 속도 제어를 할 수 있도록(듯이)
PWM 모드로 했습니다.
또, 2개의 모터를 각각 독립에, 가변속, 정회전/역전의 제어를 할 수 있다
같게 하고 있습니다.





이 수신 유니트의 회로도는 밑그림과 같이 되어 있습니다. H브릿지는
MOS 트랜지스터를 사용해, 정회전/역전의 전환을 위해, NAND의 IC를 1개
사용하고 있습니다. 이것으로 양쪽 모두의 모터를 동시에 정회전과 역전을 바꾼다
일을 할 수 있습니다.
또 모터용의 전원은 독립으로 해, 외부로부터 공급하는 것으로 하고 있습니다.
NAND로 P형 MOS 트라지스타의 제어를 하고 있기 때문에, 모터용의 전원
(으)로서는, 5 V이상에는 할 수 없습니다.
스윗치가 2개 접속되고 있습니다만, 이번은 사용하고 있지 않습니다.








【수신 유니트의 제작】

이 수신 유니트는 모두 1매의 한 면 프린트 기판으로 만들고 있습니다.
부품 점수는 H브릿지 관련이 약간 많습니다만, 그 외는 적기 때문에
실장은 그다지 어렵지는 않습니다.
완성된 수신 유니트는 칼라로 조금 띄워 차체의 플레이트에
답니다.


모터와의 접속은 왼쪽 사진과 같이
연결기 접속으로 했습니다.
안테나는 굵기 1 mm의 에나멜선을
15 cm정도의 길이로 하고 있습니다.



H브릿지는 MOS 트랜지스터로 구성해
있습니다.


아래와 같이는 수신 유니트의 회로도와 패턴도의 데이터입니다.
IVEX사의 CAD인 WinDraft나 WinBoard로 볼 수가 있습니다.

  
★ 수신 유니트의 회로도 데이터
  
★ 수신 유니트 기판 패턴도
  ★ 수신 유니트 기판 패턴도(BMP 파일)


【수신 유니트의 프로그램】

송신기, 수신 유니트와도 모두 이번 프로그램은, C언어로 만들어
있습니다.
그 때문에, USA RT나 CCP의 제어등이 실로 간단하게 생기게 되고 있습니다.

수신 동작으로서는, 상시 USA RT로부터의 데이터 수신 대기가 되고 있어, 수신
데이터를 받는 때 마다, 키의 코드에 따라 아래 표와 같은 제어를 실행합니다.
모터의 속도 제어는, CCP 모듈을 PWM 모드로 사용해, 2개의 CCP
모듈을, 각각 2개의 모터에 대응시켜, 독립에 속도 제어가
할 수 있도록(듯이) 하고 있습니다.

No

코드

기능

기능 내용

SW1

S11

전진

양모터를 정회전으로 해 PWM를 현재 듀티에 세트

SW2

S22

좌회전

모터 2의 PWM 듀티를 줄여 속도 다운

SW3

S33

후진

양모터를 역전으로 해, PWM를 현재 듀티에 세트

SW4

S44

속도 업

양PWM의 듀티를 업

SW5

S55

직진

듀티의 큰 (분)편에 맞추어 PWM를 세트

SW6

S66

속도 다운

양PWM의 듀티를 다운

SW7

S77

없음

아무것도 하지 않는다

SW8

S88

오른쪽 회전

모터 1의 PWM 듀티를 줄여 속도 다운

SW9

S99

정지

양PWM의 듀티를 0으로 해, 브레이크 모드


키코드는 ASCII 문자로 3 문자로, 처음은 영문자의 「S」로 다음의 2 문자는
누르는 보턴 스윗치의 번호를 2회 연속한다.
이 키코드를 2회 수신해, 일치를 확인하는 것으로, 데이터 전송 에러
의 체크를 하고 있습니다. (간단한 2련송조합입니다. )

SW5의 직진 기능은, SW2나 SW8로 구부러진 뒤, 곧 직진 동작에 되돌리기 (위해)때문에
의 기능으로, 구부러지면(자) 곧 SW5를 누르면, 그 방향으로 직진으로 돌아옵니다.
제어 방법으로서는, 구부러지기 위해서(때문에) 감속한 모터를, 원의 속도에 되돌리기 (위해)때문에,
반대측의 모터와 같은 속도로 다시 설정합니다.

이것들 모터의 감속, 가속을 할 때에, 듀티치를 얼마나의 잘게 썰기로
가감(상태) 헤아릴까는, 조종 성능과 관계되기 때문에, 몇인가 시험해 봐 결정한다
의가 좋다고 생각합니다. (본례에서는, 10씩 가감(상태) 헤아리고 있다)

정회전, 역전의 전환의 제어때에는 주의가 필요해, 일단 양쪽 모두의 모터의
정회전, 역전의 제어 신호를 양쪽 모두 OFF로 하고 나서, 재차, 어느 쪽인지를
ON로 합니다. 그렇게 하지 않으면 모터용 배터리 전원을 MOS 트랜지스터로
순간입니다만, 쇼트 하게 되어 버려, 대전류가 흐르기 때문에
최악, MOS 트랜지스터가 망가져 버립니다.


  
★ 수신 유니트 프로그램(C언어로 쓰여져 있습니다)


【송신기의 구성】

송신기는, PIC16F84로 구성해, 누르는 보턴 스윗치의 입력을 상시 체크해
입력이 있으면 거기에 대응한 코드를 무선 송신 모듈로부터 송신한다고 한다
동작이 되어 있습니다.
전원에는 006 P의 건전지를 사용해, 9 V에서 5 V를 만드는 3 단자 레귤레이터에게는
저전압 드롭 타입을 사용해 전지를 직전까지 사용할 수 있도록(듯이) 했습니다.
데이터 송신에는 USA RT를 사용합니다만, PIC16F84는 내장하고 있지 않았기 때문에,
프로그램으로 시리얼 통신을 실행하고 있습니다.




송신기의 전체 회로도는 밑그림이 되고 있습니다. PIC16F84를 중심으로, 스윗치
(와)과 송신 모듈, 전원 회로와 간단한 구성입니다.




【송신기의 프로그램】

송신기의 프로그램도 C언어로 만들고 있습니다. 이 때문에 시리얼 통신을
간단하게 실현될 수 있고 있습니다.
CCS사의 C언어로 RS232C를 지정하면(자), 본래 USA RT모듈을 내장
하고 있는 PIC의 경우에는, 그 USA RT를 사용한 프로그램을 생성해,
PIC16F84와 같이 USA RT모듈을 내장하고 있지 않는 PIC의 경우에는,
프로그램으로 RS232C를 실현하는 프로그램을 자동 생성해 줍니다.
따라서, PIC의 종류를 신경쓰지 않고 RS232C의 시리얼 통신을 사용했다
프로그램을 만들 수가 있어 매우 편리하게 사용할 수 있습니다.

송신기의 프로그램은, 상시 스윗치가 밀렸는지 어떠했는지를 조사하고 있어
만약 어떤 것이나 하나에서도 밀리고 있으면, 그 스윗치에 따른 키코드
(을)를 무선 전파로서 출력합니다.
이 때 출력되는 키코드는 상기표에 있는 3 문자의 코드입니다.

한 번 스윗치가 밀리고 있는 것을 검지하면(자), 다음의 스윗치가 밀려
있을까는 체크하지 않고, 처음으로 돌아와 재차 같은 처리를 반복합니다.
따라서, 복수개의 스윗치가 밀려도, 최초로 검출한 스윗치만의
처리가 실행되어 후는 아무것도 검출되지 않습니다.

이 처리는 10 msec마다 반복하게 되어 있어 스윗치가 밀렸다
아직과 같은 키코드를 계속 내게 됩니다.


  
★ 송신기의 프로그램(C언어로 쓰여져 있습니다)




【송신기의 제작】

이 송신기의 내부는 아래와 같이 사진과 같이 되어 있어 부품수가 적기 때문에,
실로 간단한 구성이 됩니다. 이것이 PIC의 가장 전형적인 구성입니다.
안테나는 1 mm의 굵기의 에나멜선을 직접 기판의 단자에는 다 붙이고 해,
케이스에 연 구멍에서 밖으로 내고 있습니다. 약 15 cm정도의 길이입니다.
이 길이는 적당합니다. (본래는 315 MHz용의 최적치가 있습니다만)


부품수가 적기 때문에 내부는
간단한 구성이 되고 있습니다.




아래와 같이는 송신기의 회로도와 패턴도의 데이터입니다. IVEX사의 CAD이다
WinDraft나 WinBoard로 볼 수가 있습니다.


  ★송신기의 회로도 데이터
  ★송신기의 패턴도 데이터
  ★송신기의 패턴도(BMP 파일)


【차체의 제작】

차체는 예에 의해 타미야의 공작 시리즈를 사용하고 있습니다.
유니버설 플레이트를 샤시로 해, 모터는 트윈 기어 모터를
그대로 사용하고 있습니다.
타이어도 같은 시리즈로부터 튼튼할 것 같은 것을 선택했습니다.
전륜에는 캐스터의 제일 소형의 것을 선택했습니다.
전지는, 모터 전원용은 알칼리단 3 전지 2개로 3 V, 수신 유니트용은
006 P의 9 V를 사용했습니다.


타미야의 공작 시리즈로 차체를
구성했다.
수신 유니트는 노출인 채입니다.


모터는 저속형 트윈 기어 모터를
그대로 사용해, 모터의 단자에는
노이즈 방지용의 세라믹 콘덴서
(0.001μF)(을)를 붙였습니다.

전륜은 캐스터

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