無線遙控技術在人們日常生活中的使用範圍非常廣泛。相較于傳統的有線控制，無線遙控十分便捷，尤其是在遠距離控制場景中，例如拆彈機器人進行拆彈作業、衛星變軌、好奇号火星探索器等。作為一名創客老師，本着“自己動手，豐衣足食”的創客精神，使用無線遙控技術，就開始構思設計一個遙控車。

在設計之初，我希望設計的是一款能夠多向運動的遙控車，同時可以使用常見的手柄來控制。

考慮到遙控車的移動需要比較靈活來應對複雜的地形，選擇使用麥克納姆輪，遙控車可以實現豎直運動、水平運動、斜向運動、角旋轉、中心旋轉、邊旋轉等。

遙控車使用Arduino作為主控闆，使用PCA9685模塊來作為電機驅動，HC-05模塊來進行藍牙通訊。使用4路直流電機作為動力輸出。遙控手柄使用PS2手柄來控制小車的運動。

為了保證電機運動的穩定性，需要設計穩壓電路，采用5V 2A的穩壓輸出。

Arduino中常用的馬達驅動無法精确控制電機運動，而PCA9685模塊，主要起到精确控制電機運動的作用，采用I2C通訊，隻需要幾根I2C線就可以控制16路PWM，周期和占空比都可控。

電機這裡使用的是TT馬達。

使用HC-05藍牙模塊進行通訊。

使用PS2手柄來發送運動指令。

Arduino與PCA9685模塊通過I2C進行通訊。

Arduino主控闆*1

PCA9685集成電路闆*1

PS2手柄藍牙接收器*1

PS2手柄*1

TT馬達*4

麥克納姆輪*4和車架*1

18650電池盒*1

18650電池*2

Step 1、先将TT馬達安裝在底座上。

Step 2、安裝麥克納姆輪

Step 3、安裝Arduino底座

Step 4、安裝Arduino

Step 5、安裝PCA9685集成電路闆

Step 6、安裝藍牙接收器，并接線

Step 7、将電池盒中安上電池，底部貼上雙面膠，粘在底闆上

全向麥輪控制原理

編程軟件使用Mixly，項目使用的是1.2.5版本，加載MotorShield拓展庫。拓展庫地址：

鍊接：

https:///s/1ZpXFBouasjTgFojlXRJqPA

提取碼：mld4

先編寫各個方向的運動程序。需要編寫的運動程序有：

1. 前進（moveForward）

2. 後退（moveBackward）

3. 左轉（moveLeft）

4. 右轉（moveRight）

5. 45°方向移動（move45）

6. 135°方向移動（move135）

7. 順時針旋轉（turnAroundCW）

8. 逆時針旋轉（turnAroundCCW）

9. 停止（moveStop）

手柄按鍵與運動方向的對應關系，如下圖所示。

參考程序如下：

參考C 代碼：

#include <Wire.h> #include <PS2X_lib.h> #include <Adafruit_MS_PWMServoDriver.h> #include "QGPMaker_MotorShield.h" #include "QGPMaker_Encoder.h" QGPMaker_MotorShield AFMS = QGPMaker_MotorShield(); PS2X ps2x; QGPMaker_DCMotor *DCMotor_1 = AFMS.getMotor(1); QGPMaker_DCMotor *DCMotor_2 = AFMS.getMotor(2); QGPMaker_DCMotor *DCMotor_3 = AFMS.getMotor(3); QGPMaker_DCMotor *DCMotor_4 = AFMS.getMotor(4); void moveForward() { DCMotor_1->setSpeed(200); DCMotor_1->run(FORWARD); DCMotor_2->setSpeed(200); DCMotor_2->run(FORWARD); DCMotor_3->setSpeed(200); DCMotor_3->run(FORWARD); DCMotor_4->setSpeed(200); DCMotor_4->run(FORWARD); } void move45() { DCMotor_1->setSpeed(200); DCMotor_1->run(FORWARD); DCMotor_3->setSpeed(200); DCMotor_3->run(FORWARD); DCMotor_2->setSpeed(0); DCMotor_2->run(RELEASE); DCMotor_4->setSpeed(0); DCMotor_4->run(RELEASE); } void move135() { DCMotor_2->setSpeed(200); DCMotor_2->run(FORWARD); DCMotor_4->setSpeed(200); DCMotor_4->run(FORWARD); DCMotor_1->setSpeed(0); DCMotor_1->run(RELEASE); DCMotor_3->setSpeed(0); DCMotor_3->run(RELEASE); } void moveBackward() { DCMotor_1->setSpeed(200); DCMotor_1->run(BACKWARD); DCMotor_2->setSpeed(200); DCMotor_2->run(BACKWARD); DCMotor_3->setSpeed(200); DCMotor_3->run(BACKWARD); DCMotor_4->setSpeed(200); DCMotor_4->run(BACKWARD); } void turnAroundCW() { DCMotor_1->setSpeed(200); DCMotor_1->run(FORWARD); DCMotor_2->setSpeed(200); DCMotor_2->run(BACKWARD); DCMotor_3->setSpeed(200); DCMotor_3->run(BACKWARD); DCMotor_4->setSpeed(200); DCMotor_4->run(FORWARD); } void turnAroundCCW() { DCMotor_1->setSpeed(200); DCMotor_1->run(BACKWARD); DCMotor_2->setSpeed(200); DCMotor_2->run(FORWARD); DCMotor_3->setSpeed(200); DCMotor_3->run(FORWARD); DCMotor_4->setSpeed(200); DCMotor_4->run(BACKWARD); } void moveLeft() { DCMotor_1->setSpeed(200); DCMotor_1->run(BACKWARD); DCMotor_2->setSpeed(200); DCMotor_2->run(FORWARD); DCMotor_3->setSpeed(200); DCMotor_3->run(BACKWARD); DCMotor_4->setSpeed(200); DCMotor_4->run(FORWARD); } void moveRight() { DCMotor_1->setSpeed(200); DCMotor_1->run(FORWARD); DCMotor_2->setSpeed(200); DCMotor_2->run(BACKWARD); DCMotor_3->setSpeed(200); DCMotor_3->run(FORWARD); DCMotor_4->setSpeed(200); DCMotor_4->run(BACKWARD); } void moveStop() { DCMotor_1->setSpeed(0); DCMotor_1->run(RELEASE); DCMotor_2->setSpeed(0); DCMotor_2->run(RELEASE); DCMotor_3->setSpeed(0); DCMotor_3->run(RELEASE); DCMotor_4->setSpeed(0); DCMotor_4->run(RELEASE); } void setup() { AFMS.begin(50); int error = 0; do { error = ps2x.config_gamepad(13, 11, 10, 12, true, true); if (error == 0) { break; } else { delay(100); } } while (1); for (size_t i = 0; i < 50; i ) { ps2x.read_gamepad(false, 0); delay(10); } } void loop() { ps2x.read_gamepad(false, 0); delay(3); if (ps2x.Button(PSB_PAD_UP)) { moveForward(); } if (ps2x.Button(PSB_PAD_DOWN)) { moveBackward(); } if (ps2x.Button(PSB_PAD_LEFT)) { moveLeft(); } if (ps2x.Button(PSB_PAD_RIGHT)) { moveRight(); } if (ps2x.Button(PSB_CROSS)) { moveStop(); } if (ps2x.Button(PSB_CIRCLE)) { turnAroundCW(); } if (ps2x.Button(PSB_TRIANGLE)) { move45(); } if (ps2x.Button(PSB_SQUARE)) { turnAroundCCW(); } }

參考程序鍊接：

鍊接：

https:///s/1JzGkEWGkdWmkXn1dES2s7g

提取碼：aq8n

常見問題

問：遙控車，無法前進、後退。

答：遙控車接線錯誤，參考接線圖如下，将旋轉錯誤的引腳反接到另一端。

問：遙控車無法左移、右移。

答：在安裝時，需要注意麥克納姆輪的安裝順序，參考下圖修改麥克納姆輪的安裝。

麥克納姆輪小車的整體功能已經完畢，裸露的電線和主闆，并不美觀，對于一個作品來說，美的外觀也是重要的。先對麥克納姆輪小車的車殼進行3D建模。使用Rhino 7 來進行建模。Rhino是是美國Robert McNeel & Assoc.開發的PC上強大的專業3D造型軟件，它可以廣泛地應用于三維動畫制作、工業制造、科學研究以及機械設計等領域。建模完成導出stl格式。

打開FlashPrint軟件，使用的是閃鑄的打印機，因此使用了FlashPrint軟件，導入stl文件，進行切片。

放入到打印機中，進行打印。

3D打印之後，模型就已經具備了，接下來需要對模型進行吸塑，制作外殼，吸塑使用的是iForm桌面式智能真空成型機。

取一張1.0mm的HIPS，放入到吸塑機當中。旋轉把手，将HIPS耗材放入到上下夾闆 當中。

擡升把手到頂部，将模型放入到吸塑平台當中，并設置吸塑參數為HIPS、1.0mm、 175℃、吹氣開，對耗材進行加熱。

等待加熱完畢，下壓把手，進行吸塑，吸塑結束後，系統會自動進行冷卻并吹塑。

取出模型，模型的細節也被很好地吸塑出來。

裁剪多餘的耗材，将小車外殼裁剪下來。

對小車外殼進行彩繪。在HIPS耗材上進行彩繪，丙烯顔料無法良好地附着在耗材上，需要先使用油漆進行預處理，再使用丙烯顔料繪制，這裡使用了黃色油漆，并在油漆上有黑色丙烯顔料繪制。

最後在外殼底部粘上雙面膠，将外殼與車架粘在一起。别忘了打開電池開關，和手柄開關。就可以愉快地試驗了。

整個作品通過Arduino、3D打印、iForm吸塑機來實現，将創客領域常用的工具結合在一起。Arduino造就了作品的靈魂，3D打印賦予作品更多外延的結構，而iForm吸塑機對模型更加便捷地翻模制作、二次加工。