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使用433MHz RF模块制作一艘简易的Arduino遥控小船

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本篇文章中，我们将制作一个远程控制的Arduino小船，可以使用433 MHz RF无线模块进行控制。我们将制作自己的433MHz发射器和接收器模块，使用自制遥控器来控制这艘小船。对于远程控制的设备或两个设备之间的通信，我们有很多选择，例如IR、蓝牙、互联网、RF等。与IR通信相比，无线射频通信具有一些优势，例如范围更广，并且不需要在发射器和接收器之间建立视线连接。同样，这些模块可以执行两种通信方式，这意味着它可以同时发送和接收。因此，让我们使用此433MHz RF模块，开始制作一艘小船。

所需的组件

● 433MHz发射器和接收器

● Arduino开发板

● HT12E和HT12D

● 按钮-4个

● 电阻

● L293d电机驱动器

● 9V电池

● 7805调节器

● 直流电动机

● 叶片

● 1uf电容 433MHz射频发送器和接收器模块[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PWuHQrsk-1620703376506)(C:/Users/Administrator/Pictures/typora/105815bpl5wlcp2jmmdedc.jpg)]这些类型的RF模块在创客中非常受欢迎。由于其成本低廉且连接简单。这些模块最适合所有形式的短距离通信项目。这些模块是ASK（幅移键控）类型的RF模块，幅移键控（ASK）是幅度调制的一种形式，它将数字数据表示为载波幅度的变化。在ASK系统中，二进制符号1通过在T秒的比特持续时间内发送固定幅度的载波和固定频率来表示。如果信号值为1，则将发送载波信号；否则，将发送信号值0。这意味着当发送逻辑”零”时，它们通常不消耗功率。这种低功耗使其在电池供电的项目中非常有用。

433MHZ射频发射器这种类型的模块非常小，有3个引脚：VCC、地和数据。还有一些模块带有额外的天线引脚。发射器模块的工作电压为3V-12V，该模块没有任何可调组件。该模块的主要优点之一是低电流消耗，它几乎需要零电流来发送位零。

Arduino遥控小船发射器功能框图

在上面的框图中，有四个按钮（控制按钮），这些按钮用于控制船的方向。分别是前进、后退、左和右。通过按钮，我们获得了控制船只的逻辑，但无法直接连接到编码器，这就是我们使用Arduino的原因。您可能会想为什么在这里使用Arduino，这仅仅是因为我们需要同时下拉编码器的两个并行数据输入，才能实现向前和向后移动，而仅通过按钮就无法实现。然后，编码器将到来的并行数据编码为串行输出。然后，我们可以借助RF发送器发送该串行数据。

Arduino遥控小船发射器的电路图在上面的电路中，您可以看到所有四个按钮的一侧连接到Arduino（D6-D9）的四个数字引脚，而所有其他四个侧面都接地。当我们按下按钮时，相应的数字引脚变为逻辑低电平。 HT12E编码器的四个并行输入连接到Arduino（D2-D5）的另外四个数字引脚。因此，借助Arduino，我们可以确定编码器的输入。 编码器HT12E是12位编码器和并行输入-串行输出编码器。在12位中，有8位是地址位，可用于控制多个接收器。引脚A0-A7是地址输入引脚。在本文中，我们仅控制一个接收器，因此我们不需要更改其地址，因此我将所有地址引脚都接地了。如果要用一个发射器控制不同的接收器，则可以在此处使用DIP开关。 AD8-AD11是控制位输入。这些输入将控制HT12D解码器的D0-D3输出。我们需要连接一个振荡器进行通信，并且在5V操作下，振荡器频率应为3KHz。然后，对于5V，电阻值将为1.1MΩ。然后，我将HT12E的输出连接到发射器模块。

制作遥控小船发送电路

我将每个组件焊接在一块PCB面包板上。请记住，我们正在开发一个射频项目，因此有可能会遇到多种类型的干扰，因此请尽可能紧密地连接所有组件。另外，请尝试将所有东西焊接在焊盘上，而不要使用多余的电线。最后，将一根细电线连接到发射器模块，这将有助于增加总范围。

制作Arduino遥控小船发射器外壳
发射器需要有一个好看的外壳。我选择了4mm MDF薄板，也可以选择胶合板、泡沫薄板或硬纸板，然后从中切出两块，长度分别为10cm和宽5cm。然后标记了按钮的位置。我将方向按钮放在左侧，将前进、后退按钮放在右侧。在纸张的另一侧，我将按钮连接到主发送电路。请记住，一个普通的按钮有4个引脚，每侧有两个引脚。将一个引脚连接到Arduino，将另一个引脚连接到地。 连接所有这些东西之后，我将控制电路放在两个MDF板之间，并用一些长螺栓拧紧。 433Mhz接收器模块
该接收器也非常小巧，有4个引脚：VCC、接地，中间的两个引脚是数据输出。该模块的工作电压为5v。

Arduino遥控小船接收器的功能框图

上面的框图描述了RF接收器电路的工作过程。首先，我们可以使用RF接收器模块接收发送的信号。该接收器的输出是串行数据。解码器将串行数据解码为我们的原始并行数据。在本部分中，我们不需要任何微控制器，我们可以将输出直接连接到电机驱动器。

Arduino遥控小船接收器电路图

HT12D是一个12位解码器，它是一个串行输入并行输出解码器。 HT12D的输入引脚将连接到具有串行输出的接收器。在12位中，有8位（A0-A7）是地址位，并且HT12D仅在匹配其当前地址时才对输入进行解码。 D8-D11是输出位。为了使该电路与发送器电路匹配，我将所有地址引脚接地。来自模块的数据是串行类型，解码器将此串行数据解码为原始并行数据，然后通过D8-D11取出。为了匹配振荡频率，应将33-56k电阻连接到振荡器引脚。第17引脚上的LED指示灯指示有效的传输，只有在接收器连接到发送器后才会点亮。接收器的电压输入也是6-12伏。 为了控制电动机，我使用了L293D，选择该IC是因为减小了尺寸和重量，并且该IC最适合在两个方向上控制两个电动机。 L293D有16个引脚，下图显示了引脚排列。

1、9个引脚为使能引脚，我们将其连接到5v，电动机1A、2A、3A和4A为控制引脚。如果引脚1A变为低电平而2A变为高电平，则电动机将向右旋转；如果引脚1A变为低电平而2A变为高电平，电动机将向左侧旋转。因此，我们将这些引脚连接到解码器的输出ps。 1Y、2Y、3Y和4Y是电机连接引脚。 Vcc2是电动机驱动电压引脚，如果使用高压电动机，则将该引脚连接到相应的电压源。

制作Arduino遥控小船的接收器电路

与发射器电路相同，将所有组件焊接在一块小的PCB面包板中，并尝试使用最少的导线。我使用的是5V电机，因此将电机驱动器的引脚8连接到5v。

制作遥控小船

我尝试了不同的材料来制作船体。使用Thermocol Sheet我得到了更好的结果。所以我决定用Thermocol来制造船体。首先，我拿出一块3厘米厚的Thermocol片，并将接收器电路放在顶部，然后用Thermocol标记船的形状并切开。

Arduino小船电机和推进器选择正确的电动机非常重要，我选择了体积小且重量轻的5V，n20型普通直流电动机。

对于螺旋桨，我用塑料片制成螺旋桨。为了制作螺旋桨，首先，我取了一个小塑料片，并从中切下了两个小块，然后借助蜡烛加热将其弯曲。最后，我在马达中心放置了一个小孔，并将其固定在马达上。

遥控小船的Arduino代码
编程代码非常简单，我们只需要一些逻辑切换。而且我们可以使用Arduino基础函数来实现所有功能。 首先，在代码中定义四个输入按钮和解码器输入引脚的编号。

int f_button = 9;
int b_button = 8;
int l_button = 7;
int r_button = 6;
int m1=2;
int m2=3;
int m3=4;
int m4=5;

在setup函数中，定义了引脚模式。按钮连接到数字引脚，因此这些引脚应定义为输入；我们需要获取解码器输入的输出，因此我们应将这些引脚定义为输出。

  pinMode(f_button,INPUT_PULLUP);
  pinMode(b_button,INPUT_PULLUP);
  pinMode(l_button,INPUT_PULLUP);
  pinMode(r_button,INPUT_PULLUP);
  pinMode(m1,OUTPUT);
  pinMode(m2,OUTPUT);
  pinMode(m3,OUTPUT);
  pinMode(m4,OUTPUT);

接下来，在loop函数中，我们将使用Arduino的digitalread()函数读取按钮状态。如果引脚状态变为低电平，则意味着相应的引脚被按下，那么我们将执行以下条件：

if ( digitalRead(f_button)==LOW)

这意味着按下前进按钮:

{
   digitalWrite(m1, LOW);
   digitalWrite(m3, LOW);
   digitalWrite(m2, HIGH);
   digitalWrite(m4, HIGH);
}

这将下拉编码器的m1和m2，并激活接收器侧的两个电机。同样，向后移动

{
   digitalWrite(m1, HIGH);
   digitalWrite(m3, HIGH);
   digitalWrite(m2, LOW);
   digitalWrite(m4, LOW);
}

编译代码后，将其上传到Arduino开发板。 故障排除：将船放在水面上，请检查船是否在正确移动，如果没有，改变电动机和螺旋桨的极性。