DIY Arduino遥控气垫船

在本教程中，我们将学习如何构建基于Arduino的RC气垫船。我将向你们展示建造它的整个过程，从气垫船零件（包括螺旋桨）的设计和3D打印，到连接电子元件和为Arduino编程。必威lol

概述

为了控制气垫船，我使用了我在之前的一个视频中制作的基于DIY Arduino的RC发射机。我设置了右操纵杆来控制伺服电机，以将方向盘定位在推力电机的背面，设置了一个电位计来控制实际连接在无刷直流电机上的提升推进器，并设置了左操纵杆来控制推进。那么，让我们看看建造这艘RC气垫船需要什么。

气垫船三维模型

首先，我使用3D建模软件设计了气垫船。

您可以在此处下载3D模型以及用于3D打印的所有STL文件：

步骤文件（您可以使用Fusion 360打开它）：

用于3D打印的STL文件：

气垫船工作原理

气垫船的基本工作原理是靠气垫上升。中间的螺旋桨将空气吹入船下，使软材料制成的裙子充气。

当裙子里的气压足够高时，飞船就会被举起来。不断供给的空气会从气垫船的中部、裙部和地面之间逸出，这就产生了额外的升力，也减少了气垫船和地面之间的摩擦。

一旦升空，使用第二个推进器产生推力，推动气垫船前进。

在推力推进器的背面有一套简单的方向舵，用于操纵气垫船。

3D打印

然而，一旦我完成设计，我就开始3D打印零件。

气垫船的外壳是需要打印的最大部分，我专门设计了适合我的Creacity CR-10 3D打印机，它有一个30x30cm的打印床。

这是一个链接到此3D打印机万一你想去看看。

打印完成后，是时候进行一些清理了。气垫船的主体或驾驶舱是最长的印刷品，印刷耗时约18小时。因为曲线的设计，因为我想成为一个单一的打印，有很多支持材料用于此打印。

然而，很容易把它取下来，最后的一块就完美无缺了。气垫船的外壳是颠倒的，只有少量的支撑材料需要取下。事实上，我不得不对这张照片做一些调整，从中央鼓风机罩上剪下一些材料，这样裙子支架就可以安装进去了正确地

我已经更新了3D模型，所以不会有这个问题。

零件的一些圆形区域有点粗糙，所以我用一张简单的信纸把它们弄平。

螺旋桨不需要任何清理，直接从3D打印机中打印出来，效果非常好。

绘画气垫船

好，下一步是绘制3D打印零件。我以前没有使用任何底漆，而是直接用喷漆的形式涂上了丙烯酸漆。

我在第一层眉毛上涂了巧克力色。对于一些较小的部分，实际上只是装饰部分，我使用了浅棕色。

为了让气垫船看起来更酷一点，一旦第一层涂层干了，我继续在零件上添加两种颜色。为此，我在一张简单的纸上做了一些随机的图案，并用它们来制作不同颜色的条纹和斑点。我用浅棕色和黑色来做这个。

组装Arduino RC气垫船

我真的很喜欢零件的制作过程，所以一旦它们干了，我就继续组装它们。

我开始安装伺服电机控制方向盘到推力鼓风机外壳。我用两个M2螺栓和螺母固定伺服。

接下来是无刷电机。我所拥有的特别型号是D2830，它的直径为28毫米，长度为30毫米，当然，外壳是专门为安装这台电机而设计的。

在这里插入电机时，首先我必须将电线穿过开口。虽然有点紧，但仍然可以通过。然后在背面，我用M3螺栓将电机固定到外壳上。

接下来，我可以将推力壳与气垫船主体合并。该部件有一个开口，以便伺服和无刷直流电机导线可以通过。

我用四个M3螺栓将它们牢固地固定在一起。

一旦我完成了，我继续安装第二个无刷电机的船体气垫船。这里我又用了同样的方法。首先，我通过电线通过开口，然后在背面固定电机使用四个M3螺栓。

电路图

接下来是电子产品。必威lol电子元件将被放置在船体和气垫船的主体之间。但在此之前，让我们先看一下电路图，看看所有东西需要如何连接。

这个气垫船的大脑是一个Arduino板。有了Arduino，我们可以轻松地控制伺服以及使用两个电子速度控制器或ESCs的两个无刷电机。为无刷直流电机供电，我将使用提供大约11V的3S Li-Po电池，为Arduino供电，我们可以使用ESCs通过其电池消除器电路功能提供的稳压5V。

对于无线通信，我将使用NRF24L01收发器模块，如果与放大天线一起使用，它可以在开放空间中具有高达700米的稳定范围。这个RC发射机我将用它来控制气垫船，这是我在以前的教程中定制的，所以如果你需要更多的细节，你可以查看它。还有关于NRF24l01模块的详细教程，以及如何使用Arduino的无刷电机. 然而，基本工作原理是，发射器将操纵手柄或电位计数据发送到接收器，接收器控制无刷电机的速度和伺服位置。

这个电路图上还有一个小细节，那就是电池监视器。我添加了一个由两个电阻器组成的简单分压器，它直接连接到电池，其输出到Arduino的模拟输入端。分压器将11伏电压降到4伏左右，这是5V Arduino引脚可以接受的。有了这个，我们可以监控电池电压，并设置一个LED灯亮起时，例如，电池电压将下降到11伏以下。

您可以从以下链接获取本Arduino教程所需的组件：

• NRF24L01收发器模块……亚马逊/Banggood/阿里巴巴全球速卖通
• NRF24L01+PA+LNA…………。…。亚马逊/Banggood/阿里巴巴全球速卖通
• 无刷电机…………………。……亚马逊/Banggood/阿里巴巴全球速卖通
• ESC 30A………………………………。…。。亚马逊/Banggood/阿里巴巴全球速卖通
• 锂电池………………………………。。亚马逊/Banggood/阿里巴巴全球速卖通
• XT60 2名女性对1名男性…………。亚马逊/Banggood/阿里巴巴全球速卖通
• XT60连接器…………………………亚马逊/Banggood/阿里巴巴全球速卖通
• 伺服电机 ......................................亚马逊/Banggood/阿里巴巴全球速卖通
• Arduino董事会…………………………亚马逊/Banggood/阿里巴巴全球速卖通

必威外围提钱披露：这些是附属链接。作为一名亚马逊员工，我通过符合条件的购买赚取收入。

因此，我开始连接组件，如前所述。为了将两个ESC连接到单个电池，我使用了一个并联电池连接器拆分器，类型为XT60。

为了在项目中添加电源开关，我使用了另一个XT60连接器，在其上我切断了一根电线并焊接了一个拨动开关。因此，一端连接到Y形分配器电缆，另一端连接到电池。

接下来，我将ESC放入主体中，并将其夹在主体和气垫船外壳之间。然后，我用四个M3螺栓将两个部件固定在一起。然后我从车身的顶部开口将电池插入驾驶舱区域。

接下来，我们需要将组件连接到Arduino，为此，我在Arduino上添加了两个引脚头，用作GND和5V引脚。

所以，一旦我把所有东西都连接到Arduino上，我就把NRF24L01天线、LED指示灯和电源开关，穿过驾驶舱的顶盖。

然后我只需要把所有东西都塞进驾驶舱。这里有点紧，因为我用的是Arduino UNO，也许我应该用Arduino Nano。

然而，我设法把所有的东西都装进去了，还把一个小的装饰部分贴在了盖子上，然后把它夹在了驾驶舱的机身上。

我继续安装转向系统。首先，我用M2螺栓和螺母将一个小连杆连接到伺服喇叭上。然后我插入第一个方向舵的地方，并将其固定到推力房屋使用2mm金属线通过其身体，因此方向舵可以围绕它旋转。我用同样的方法装上了第二个舵。

这个方向舵有一个额外的槽，所以我们可以把它连接到之前的插入连接到伺服。再次，我使用M2螺栓和螺母来固定它们。最后，我用另一个连杆把两个舵连接起来，这样转向系统就完成了。

接下来，我将在气垫船的侧面附加这个小装饰部件。我用钻头钻了一个洞，然后用一个螺丝把零件固定在船体上。我把这些部件放在两侧，我认为它们非常适合气垫船的整体外观。

好，接下来我继续做气垫船的裙子。你可以注意到这里的裙子支架周围有洞，那是用来把它固定在船体上的。

还有用于放置螺母的槽，通过这种方式，我们将能够使用M3螺栓轻松地将裙座固定到船体上。当我把所有的坚果固定好后，我继续做裙子，我用了一个简单的垃圾桶塑料袋。

所以首先我在支架的中间区域涂上一层交流胶，然后把它粘到塑料袋上。然后我将支架的周长偏移约6厘米。我在几个点上做了标记，然后把它们连接起来。

我用美工刀把塑料袋切成合适的大小。然后我把裙子翻转过来，在我们之前用AC胶水粘的地方加了一些额外的支架。

接下来，袋子的外层需要粘在支架的顶部。同样，我使用了AC胶水，并小心地将塑料袋固定在上面。

完成后，裙子应该是这样的。

接下来，我在塑料袋上打了几个孔，螺栓应该穿过。裙座比气垫船的船体小1毫米，因此与塑料袋结合后，它能完美地嵌入船体。为了将裙板固定在船体上，我只需将M3螺栓固定在整个周边。

还有一件事要做的裙子，这是削减中央地区的塑料袋。

因此，这一半的空气将直接膨胀裙子，然后它会流过这个开口，在中间产生一个额外的气泡。

最后，剩下要做的是将螺旋桨连接到无刷电机上。为了这个目的，我正在使用无刷电机附带的夹头。这是将螺旋桨固定在发动机轴上的简单而有效的方法。

然而，我失去了我的另一个电机的夹头，所以我不得不打印一个不同版本的螺旋桨直接安装到电机轴上，这是3.15毫米。打印出来的效果非常好，它完全适合并固定在电机上，甚至不用胶水。

就这样，我们的无线电控制气垫船终于完成了。

然而，在这个视频中剩下的是看看Arduino的代码和程序如何工作。

Arduino RC气垫船代码

以下是这个基于DIY Arduino的RC气垫船项目的代码：

/*基于Arduino的RC气垫船==接收器代码-ESC和伺服控制=由Dejan提供，www.HowToMechatronics.com图书馆：TMRh20/RF24，httpbet188官方网站s://github.com/tmrh20/RF24/ */#包括#包括#包括#包括#定义led 10 RF24收音机（8,9）；//nRF24L01（CE，CSN）常量字节地址[6]=“00001”；无符号长lastReceiveTime=0；无符号长currentTime=0；伺服esc1；//创建伺服对象以控制ESC伺服esc2；伺服伺服1；int ESC1值、ESC2值、伺服1值；//此结构的最大大小为32字节-NRF24L01缓冲区限制结构数据包{byte j1PotX；byte j1PotY；byte j1Button；byte j2PotX；byte j2PotY；byte j2Button；byte pot1；byte pot2；byte tSwitch1；byte tSwitch2；byte button1；byte button2；byte button3；byte button4；}；数据包数据//使用上述结构创建一个变量void setup（）{Serial.begin（9600）；radio.begin（）；radio.openReadingPipe（0，地址）；radio.setAutoAck（false）；radio.setDataRate（RF24_250KBPS）；radio.setPALevel（RF24_PA_LOW）；radio.startListening（）//将模块设置为receiver resetData（）；esc1.attach（7）；esc2.attach（6）；servo1.attach（5）；pinMode（led，输出）；}void loop（）{//检查我们是否继续接收数据，或者两个模块之间是否有连接currentTime=millis（）；如果（currentTime-lastReceiveTime>1000）{//如果自我们接收到最后一个数据后，当前时间超过1秒，则意味着我们丢失了连接resetData（）；//如果连接断开，请重置数据。它可以防止不必要的行为，例如，如果无人机油门开了，如果我们断开连接，如果我们不重置函数，它可以继续飞走}//如果（radio.available（））{radio.read（&data，sizeof（data\u Package））检查是否有数据要接收；//读取整个数据并将其存储到“数据”结构lastReceiveTime=millis（）；//此时我们已收到数据}//控制伺服伺服1Value=map（data.j2PotX，0，255，0，50）；伺服1.write（伺服1Value）；//使用ESC控制无刷电机//提升螺旋桨ESC1 Value=map（data.pot1，0，255，1000，2000）；//将接收值从0映射到255到0 1000到2000，这些值用于控制ESCs esc1.writeMicroseconds（esc1值）；//将PWM控制信号发送到ESC//推力推进器ESC2值=约束（data.j1PotY，130，255）；//操纵杆停留在中间。因此，我们只需要130到255 ESC2值=映射的上限值（esc2值，130，255，1000，2000）；esc2.writeMicroseconds（esc2值）；//监控电池电压int sensorValue=analogRead（A0）；浮动电压=sensorValue*（5.00/1023.00）*3；//将读取值从5v转换为合适的12V i串行。println（电压）；//如果电压低于11V，则在（电压<11）{数字写入时打开LED（发光二极管，高）；}else{digitalWrite（发光二极管，低）；}}void resetData（）{//在没有无线电连接时重置值-设置初始默认值data.j1PotX=127；data.j1PotY=127；data.j2PotX=127；data.j2PotY=127；data.j1Button=1；data.j2Button=1；data.pot1=1；data.tSwitch1=1；data.tSwitch2=1；data.button1=1；data.button2=1；data.button3=1；data.button4=1；}

说明：因此，首先我们需要包括用于无线电通信的RF24库以及用于控制伺服和无刷电机的伺服库。然后我们需要定义无线电和伺服对象，下面的程序需要一些变量，以及用于存储来自我的DIY RC发射机的输入数据的变量结构。有关此通信如何工作的更多详细信息，我建议请查看我的教程.

在设置部分，我们需要初始化无线电通信，并定义伺服和ESC连接的引脚。

在回路部分，我们从变送器读取输入数据，并使用该值控制伺服和无刷电机。因此，从0到255的操纵杆输入数据被转换为从0到50的值，我们使用这些值控制伺服的位置。

采用相同的方法，我们使用ESCs控制无刷电机。将0到255之间的输入数据转换为1000到2000之间的值，并使用wirteMicroseconds（）函数将该数据作为控制信号发送到ESC。

为了监控电池电压，我们读取来自分压器的模拟输入，通过一些简单的数学运算，我们将输入值转换为电池电压的实际值。如果电池电压降至11V以下，我们只需点亮指示灯LED。

就这样。如果您需要更多详细信息，您可以查看其他建议的教程，这样您就能够完全了解所有内容的工作原理。

我希望你喜欢这个教程，并学到了一些新的东西。请随时在下面的评论部分提出任何问题，并检查我的答案Arduino项bet188me目集.