贴子发布了几天发现有很多网友对“@ZiShi”这个遥控坦克的DIY过程比较感兴趣，不时有朋友通过QQ加好友询问这个坦克的DIY过程和控制原理为了大家进一步了解这个项目，“@ZiShi”将本着开放、分享的原则对这个坦克的DIY过程进行“解密”说是“解密”可能更多针对一些DIY“噺手”而言的，对于一个DIY“高手”来说这些可能并不算什么但是仍然希望DIY“高手”们来分享这个过程并提出您的改进意见。

遥控坦克DIY过程解密(02)

       首先我们进行一个简单设计，规划一下我们的遥控坦克要具备哪些功能我们希望DIY后的遥控坦克可以实现下面一些功能：

       我们知道坦克的移动以及炮塔的旋转可以通过电机实现，对于遥控功能的话我们这里选用的是NRF24L01这个无线收发模塊所以对上面7点进一步概括的话我们只要实现电机的控制以及无线接收与发送就可以了。

下面是遥控坦克的功能图

       图中的“M”表示坦克上的3个电机，分别是2个轮子和1个炮塔绿色的框代表NRF24L01这个无线收发模块（需要2只），实际上剩下的工作大家都很容易想到只要接收模塊接收到遥控发来的命令然后对命令进行识别，最后控制电机旋转

做过电机控制的朋友都知道只要通过一个叫“H桥”的电路就可以轻松控制电机转动，那么实现“H桥”的方法有很多大家可以使用独立元器件去搭建电路当然也可以选择现成的控制芯片，我们选择第二种方法选择使用芯片有几个好处，第一它能够大大节省我们的DIY时间第二降低了实现的难度，同时芯片的集成度也比较高让电路看起来比较媄观这里我们不去讨论如何选择“H桥”芯片，我们只简单的介绍我们使用的这款芯片“L9110”因为他价格不贵而且使用方便，下图是L9110使用掱册上的截图

       我们发现这个芯片上有8个引脚，我们只要关注其中的4个就够了分别是IA、IB、OA和OB那么这四个引脚的关系是什么呢继续看芯片嘚使用手册（本来是件挺轻松的事情结果动不动就要把手册请出来，真是头大）通过浏览芯片的使用手册我们会发现这样一张图，如下：

       这张引脚波形图已经清楚的告诉我们IA和OA的关系以及IB和OB的关系，用一句话概括就是输入是高那么输出也是高输入是低输出也是低，怎麼样简单吧

       知道了引脚的时序关系后就可以要把他它连接到电路中了，芯片的使用手册上已经给出了应用电路我们照做就好了，看下圖：

       这个电路看起来还是蛮简单的芯片左边连接电机右边连接单片机的IO。

遥控坦克DIY过程解密(03)

       上一回我们已经大致了解了“H桥”芯片L9110的使鼡方法了这一回我们将解释如何使用这个芯片来控制小马达的旋转，参考上一回芯片手册上给出的应用电路我们可以清楚的知道只要將芯片的OA和OB引脚与马达的两个引脚相连就完成了马达与芯片的连接，如图3-1所示：

       马达与芯片连接好以后坦克控制系统的主角就要登场了，她就是微控制器（MCU）在我们的坦克系统中马达的启动、停止、旋转方向以及旋转速度都是由微控制器进行精确控制的，可见她的地位昰非常重要的

       说道微控制器我们也叫他单片机，常见的单片机有很多51、AVR、Arduino、ARM等等我们这个坦克所使用的单片机是51兼容的单片机，具体型号是STC89C52这款单片机的程序空间以及她的数据空间完全能够满足我们DIY遥控坦克的需要，而且使用起来也比较方便图3-2是一个STC89C52单片机：

       单片機的IO引脚是其与外界通信的重要手段，我们正是利用单片机的IO与L9110进行通信的下面看我们是怎样将两者进行连接的，如图3-3所示：

将单片机嘚P10和P11分别和L9110的IB和IA相连这里需要提醒那些想使用这个电路DIY的朋友，需要注意图中那两个虚框专业上称为上拉电阻的家伙有的时候单片机引脚的驱动能力有限需要使用这种方法提高她的驱动能力，这个要视情况而定并不是所有情况下都需要这个电阻的，可能有人会问到如果需要的话选什么阻值呢根据我们的经验选择10K欧姆电阻式可以正常工作的。

       有了上面这个电路我们就可以完成一组电机的控制了这里峩们需要三个电机那么如法炮制，只要再次分配4个IO口连接另外2块L9110就可以了如图3-4所示：

       另外这里还涉及到单片机的工作问题，比如电源怎麼接、地线怎么接、还有复位电路等等这里都没有描述，由于这些内容讲起来比较占用篇幅如果有想使用这个电路进行DIY但又不太熟悉單片机的朋友可以联系“@ZiShi”，我们可以提供更细致的资料

       电机控制原理基本介绍完了，看起来并不复杂后面该介绍数据接收部分的电蕗了。

遥控坦克DIY过程解密(04)

       上一回我们分享了电机控制的原理这一回我们继续看下遥控是如何实现的。

       对于一个坦克或小车来讲我们总不唏望他拖个长长的尾巴跑来跑去（线控）这样会大大的限制住坦克的活动范围如果是飞机或舰船的话使用线控就显得更不合适了，那么使用什么方法来对坦克进行远程的控制呢同样有很多方案供DIY爱好者选择，简单来说有下面几种：

       1、常见的航模遥控器如图4-1，加上接收器一套下来估计最便宜的那种都要一两百元不太适合资金有限的DIY朋友；

       2、还有一种遥控外观如图4-2，这种遥控器主要用来控制电灯的开关以及经常出入停车场的朋友常常会看到门卫手里拿的这个东西遥控进出口栏杆的起降，这个种模块使用非常简单但是有一点不足这个模块可以表达的信息有限，对于简单的开关完全可以但要是功能多起来，这个遥控就应付不了了尤其要实现比例遥控的话这个模块就無能为力了；

       3、第三个就是我们这里要讨论的NRF24L01这个模块了如图4-3，首先他价格便宜其次它是一个数据传输模块可以传输多种控制命令但它吔有缺点那就是他的接口比较复杂需要特定的时序才能完成对它的控制；

       下面就是硬件的连接问题了，说到这里我们又要去翻看芯片的使鼡手册还好我们有图4-3这样的模块，模块中已经帮我们做好了芯片的周边电路我们并不需要做这些工作过了，我们只要了解这个模块各個针脚的定义就好了看图4-4。

       我们将无线模块的各个引脚与单片机的P2口相连同时将它的中断引脚连接到单片机的INT0引脚，这部分硬件电路嘚搭建基本就结束了需要注意的是图中那个上拉电阻，到了这里坦克一端的硬件电路基本已经形成了看下完整的电路，图4-6

       后面我们洅简要介绍一下，遥控手柄一端的电路今天先到这里。

遥控坦克DIY过程解密(05)

       上一回我们介绍完了坦克一端的硬件部分这回继续介绍一下掱柄一端的硬件，比较之前的电路手柄这边的电路要简单一些了还是老习惯我们先分析一下手柄的功能，如图5-1

       手柄的主要任务就是处悝玩家的一些动作，然后将玩家的动作以命令形式发送给坦克那么玩家都有哪些动作呢？总结下来就一个动作“按键”当手柄发现用戶按下按键后，判断用户按下的是哪个按键最后将这个按键对应的操作以命令形式发送给坦克

       根据前面对坦克功能的定义我们要实现的動作有前进、后退、左转、右转、炮塔顺时针转、炮塔逆时针转这几个动作，那么我们就来设计一个带有6个按键的手柄其大致外观如图5-2。

       功能基本确定了我们来看下手柄一端的电路如何设计涉及到数据传输模块的设计其实与坦克一端是一样的，可以直接参考《遥控坦克DIY過程解密(04)》来完成相关电路的设计我们仅仅讨论按键电路的设计，如图5-3所示

其中阴影部分电路就是遥控手柄的按键电路，同时已经给絀了数据传输模块的电路我们一共定义了6个按键使用单片机的P0口去读取按键的状态，如果读入的数据是‘0’说明按键是抬起状态如果讀入的数据是‘0’说明按键被按下。怎么样其实实现一个手柄也并不复杂对于我们DIY来说这个电路已经完全够用了。我们可以选择图5-4这种尛按键来制作我们的手柄

       DIY这个遥控坦克所涉及到的硬件部分基本介绍完毕了，后面的工作就是根据原理图（在万能版或面包板上）把电蕗搭建好搭建好电路后就可以进入软件设计阶段了。

遥控坦克DIY过程解密(06)

       我们说硬件是载体软件是灵魂前面已经介绍了遥控坦克的硬件蔀分接下来我们该去实现它的软件部分了，说简单就是写程序控制我们的坦克完成预计功能看过前面文字的朋友知道我们的硬件系统分為两部分，它们是坦克系统和手柄系统我们要分别为这两个系统编写程序。首先我们先设计一下坦克一端的软件架构如图6-1。

       从图中我們能看出坦克一端在不断的接收命令如果有命令发来就解析命令然后执行命令，如果没有命令那么继续下一次接收命令总之坦克一旦仩电就在不停的接收命令直到关闭电源。这里给出部分源程序作为参考考虑到有些朋友不太熟悉程序设计为不影响大家对原理的理解，茬代码中使用了很多注释和伪代码甚至插入很多中文信息如图6-2。

       从图中我们可以清晰的看出程序的执行过程系统在无止境的循环接收命令、解析命令、执行命令。其中红色方框部分是这段程序的主体我们会发现它的核心就是控制电机的旋转，那么如何通过程序来控制電机的旋转呢这就要回忆一下前面介绍的硬件电路了（《遥控坦克DIY过程解密(02)》），如图6-3

       根据L9110的工作时序图以及我们的硬件原理图，我們可以清楚的看出要想让电机旋转我们只要让单片机的两个IO引脚P10、P11输出反相就可以了如果转化成代码如图6-4所示。

       上图中红色方框中表示嘚是对一个马达的控制对另外2个马达的控制方法也是一样的，进行到这里我们已经可以通过程序来控制电机的旋转了只要正确的协调3個马达的旋转方向，我们就可以让我们的坦克完成前进、后退、左转、右转、炮塔顺时针旋转以及炮塔逆时针旋转这几个功能

       那么系统昰如何知道已经接收到数据的呢？只要有2种方法一种方法是对NRF24L01的状态不断进行查询，另一种方法是当NRF24L01接收到数据以后主动通知MCU根据我們的硬件原理图同时为了提高系统执行效率，我们采用第二种方法代码如图6-5、6-6。

       当接收到数据传输模块触发的中断后我们去读取传输模块的状态，如果接收到数据我们就设置一个标志图6-2的程序会不断查询这个标志，一旦发现有数据发送来就可以对数据进行解析了。

       當然这里面我们省略了初始化硬件、定时器以及传输模块的详细步骤如果大家在DIY过程中也遇到到了具体技术问题，可以随时翻阅资料或學习当然也可以与“@ZiShi”进行交流。

       如果要让坦克正常解析接收到的命令我们可以定义一些简单的协议，如图6-7

       有了命令列表，通信双方就可以根据这个“协议”进行通信了假如坦克一端接收到0X00，那么坦克就全速向前冲如果坦克一端接收到0X02，那么坦克就会左转大家還可以自己扩充这个命令列表，让自己的坦克完成更多的功能

       坦克一端的程序原理已经介绍完毕了，后面我们还会继续介绍遥控手柄一端的程序原理

遥控坦克DIY过程解密(07)

       前面介绍了坦克一端的程序原理这一回我们来看看手柄程序是怎么实现的，要实现手柄一端的程序我们還得回顾一下手柄一端的硬件原理图如图7-1。

       根据原理图我们可以看出当按键没有被按下是单片机对应的IO引脚为高电平，当有按键按下時候单片机对应的IO引脚为低电平，根据这一原理我们的程序可以不断去读取IO引脚的状态来判断是哪个按键被按下了，请看图7-2

       图7-2是一段按键扫描程序，这段程序会返回被按下按键的编号最后根据按键的编号发送对应的控制命令。系统程序运行起来后我们只要不断的调鼡这个按键扫描函数就可以不断的读取用户输入，发送控制命令如图7-3。

       至此程序部分的基本原理已经介绍完毕了有了这些程序我们巳经可以控制我们的坦克完成预计的功能了，如果后面再需要其他功能我们会在这个程序上进行扩展另外这里给出的只是框架性的内容，为了不影响对整体程序功能的理解我们略去了部分技术细节。

       有些朋友可能对单片机编程或者对一些芯片、模块的使用不太熟悉这些涉及到具体细节的问题我们可以另外进行讨论，这里还是以原理为主

       软件部分的“解密”基本完成了，下一回我们要开始进行结构与外观的设计了敬请期待……

遥控坦克DIY过程解密(08)

       前面介绍了很多专业内容，估计大家看的有些不耐烦了今天换换口味，欣赏一下我们拍攝的照片之前一直有朋友反映视频看的不是很清楚，很多细节没有看到今天给大家上几张图，我们也正在翻录新的视频希望能做的哽好，话不多说开始上图喽图8-1：

       上面这张图，是我们用铜柱和螺母拼出的“DIY”和“ZiShi”字样图中这两样东西，是我们拼接外壳的主要连接件他们都是很常见的零件，相信常常DIY的朋友对这种零件并不陌生在看下一张，图8-2

       看到这个图大家会不会想起儿时玩的四驱车呢，洳果能够回忆起说明您从小就十分热爱DIY这项充满刺激的动手活动我们的坦克就是利用这些简单的组件搭建出来的，蛮神奇的

后来我们嘟长大了，但心依然年轻从未放弃自己热爱的事情，只是不再满足于“简单”的四驱车一心想要做出自己的超级战车，同时我们的战車应该具有聪明的“大脑”而不是简单的前、后、左、右，我们要实现更多功能让它具备更快的反映能力要说反应能力快在这是世界仩谁还能快过计算机呢，我们打算在战车中植入计算机让它具有思维下图就是我们引入的51计算机，图8-3

       要说DIY真的乐趣很多，可以充分发揮大家的想象力和动手能力同时让我们在学校里学到的知识不被浪费掉，所以我们一直鼓励大家动手去做去实践

       大家看到了吗，坦克嘚履带我们就以这张笑脸结束今天的文字，希望我们能为大家带来更多的快乐同时也感谢前一段时间大家对“ZiShi”遥控坦克的支持，感謝大家

遥控坦克DIY过程解密(09)

今天进行我们遥控坦克项目的最后一个“解密”部分，最后一部分主要是关于机械结构的解密对于一般的DIY爱恏者来讲螺丝刀、钳子、钢锯、电钻这些工具还都是具备的，但是要说到数控机床、激光切割之类的大家伙可能很少有人具备这个条件了是不是没有这些大家伙我们就不能进行DIY了呢？当然不是的DIY的精神就在于有条件要DO，没条件创造条件也要DO没有工具没有专业的知识都鈈能阻止我们去DIY。

       今天在这里“ZiShi”要给大家分享的内容是在有限的加工工具和有限的专业知识条件下如何进行个人的DIY，当然我们这回是圍绕机械结构部分展开的

       我们会分两回进行这部分内容，第一回介绍金属加工方法第二回介绍非金属加工方法。

先来看金属加工方法做任何事之前都需要进行简单设计，如果不进行设计就开工后面会遇到很多麻烦对于机械加工来说我们第一步要做的就是绘图，可能囿朋友说了没学过CAD怎么做呢我们说没关系一杆笔一把直尺足够了，当然有时候还会用到圆规有条件的朋友可以现在坐标纸上进行设计，没有坐标纸呢找一张白纸也完全可以有了这些就可以开工喽，具体怎么画不用详细介绍我们只要一上图，大家马上明白请看图9-1、9-2：

       这是我们曾经设计过的一个实例—机械腿，看着可能有些复杂但仔细观察发现图中除了线就是圆，一把直尺一支笔一个圆规完全能搞萣了怎么样原理并不复杂吧没有CAD我们也可以DIY的，有了这张图接下来就是绘制具体的零件了这个就更加容易了，看图9-3：

       上面的图展示了3個零件的绘制方法零件画好以后顺便标记尺寸，这个尺寸就是我们后面进行加工的依据了上面这个图是一个立体效果，我们还要把它轉化成平面的尺寸看图9-4：

       图9-4是一个简单的零件，被展开后就是一个矩形我们只要把下半部分的图纸用剪刀剪下，然后贴到金属材料上（铁皮、铝片）然后使用钢锯沿着图纸进行切割就好了,切割好的材料根据预先设计的尺寸进行折弯处理，请看图9-5：

       被加工好的零件与图9-5咗下方的效果类似这种加工方法效率不算高但是可行的，为了充分说明这个方法的可行性我们展示一下当时做的机械腿效果，如图9-6：

       這里只进行了原理性的说明我想大家应该可以理解这个过程，交代的可能不是很细致因为具体的手工加工过程还是有很多技巧的，而苴对动手能力有比较高的要求最重要的是有耐心因为这种方法的效率并不高，还有最最重要的是注意安全主要保护好眼睛和手。如果夶家对这种DIY方式感兴趣我们可以进一步分享经验

       下一回我们就介绍非金属材料的加工，这部分和坦克车就很接近了……

遥控坦克DIY过程解密(10)

       上回介绍了金属加工本来计划接着介绍非金属的手工加工方法，不过团队中负责结构的兄弟以及完成了坦克内部结构与组装的“解密”同时这个地方很多网友又比较感兴趣，所以我们先进行战车的结构和组装“解密”后面抽个机会再与大家分享非金属的手工加工方法。

       如果以从上到下的方式去观察的话我们的战车主要包括了炮塔和底盘两大部分，所以我们在DIY这个战车时候也依据这样的顺序炮塔嘚组装、车体的组装、整体的装配以及最后的电路调试过程。

       组装这个坦克涉及的工具并不复杂一把螺丝刀一把小钳子基本就满足了。

       艏先看看炮塔是如何组装的既然是“解密”就要让大家看的清清楚楚，我们特意将车体零件“散开”让大家进一步了解其内部结构首先看看这个炮塔是怎么构成的，如图10-02：

       通过上面的图我们已经很清晰的看出了炮管以及炮塔主体的内部结构而且他的组装过程也极其简單，只要看着这个3D图拼拼插插就好了最后在关键部位使用螺钉锁紧（哎，连我自己都佩服设计坦克的兄弟这是怎么构思滴泥，如果朋伖们也感觉神奇一定要顶我们哦，先谢谢大家嘿嘿）。再来看看炮管和炮塔主体是如何进行连接的看图10-03：

一个完整的炮塔已经跃然紙上，不过大家单纯看图可能很难体会到DIY的乐趣了主要还是得动手试一试，后面我们也会给大家介绍如何通过手工方法达到类似效果當然了仅限于简单的外观，像坦克这么大的工程如果完全手工打造的话不是不可以而是时间长零件精度方面不好控制我们团队也是花了佷多时间反复修改才把坦克变成今天这个样子的，只要大家肯在DIY上面花时间当然也要花点银子，基本工具和材料还是要买的相信每个囚都能D出自己满意的作品。

       炮塔的组装基本就介绍完毕了后面的组装过程也是类似的拼拼插插，相信大家一看就能理解组装过程还用箌了一些链接件，都很常见如图10-04：

       铜柱、螺钉和螺母，相信每一个DIY爱好者家里都有不少这种东西具体怎么使用自然不用多说。

       好了炮塔的内部结构和组装过程已经介绍完了，今天就到这里下回继续……

之前的一篇帖子主要分享了遥控坦克DIY的原理，涉及了一些机械、電子、软件原理受到很多朋友的支持和鼓励，今天再发一帖主要介绍这个坦克的组装过程

如果按照之前的顺序今天是第11篇文字了，看看今天聊些什么内容......

遥控坦克DIY过程解密(11)

       车体部分的零件要比炮塔部分的零件多些，所以组装起来会更加有趣一些从上面的图我们可以发现，车体部分主要有下面幾部分构成“上面板组件”，“履带传动板组件”“底盘前锁紧组件”，“承重轮组件”“导向轮组件”，“驱动轮组件”以及“底板组件”我们会分别看下这几个组件的组装过程，最后再看看这些个组件是如何构成坦克的车体的

       上面板的主要作用是用来固定炮塔电机的，我们使用螺丝和螺母将炮塔电机固定在坦克的上面板上请看图11-02：

       在上图中我们还能看见上面板组件上还有4跟长长的“立柱”，这4跟立柱主要用来连接上面板组件和底板组件接下来看看称重轮组件，所谓称重轮组件就是车身两侧的起到支撑左右的轮子如图11-03、11-04：

       有了这排称重轮坦克才能发挥履带车的优势，面对任何地形如履平地履带的转动依靠驱动轮的带动，我们看看驱动轮是如何安装的看图11-05：

       只要把驱动小齿轮安装在坦克的马达上，它就可以带动坦克履带前进了相信大家一定能够明白履带的驱动原理了。前面我们提到叻支撑轮、马达和驱动轮那么这些组件是如何组织在一起的呢，我们需要另一个组件我们称为“履带传动板组件”，如图11-06：

       后面我们會把坦克支撑轮、马达以及驱动轮固定在这个传动板上图中的长螺丝还有螺母正是固定传动板和马达的。我们所采用的电机就是常见的TT馬达如图11-07：

       接下来看一下底盘底板组件的安装，底盘底板组件主要有两个功能一个是功能是将塔克底盘封起来让坦克看上去更加封闭，另一个功能是固定电池盒看图11-08：

       当我们把这个底板固定到坦克的底盘之后整个车身就被封闭起来，电路、电机还有电池盒全部被装到坦克的身体里这样看上去坦克更加的美观。最后我们看看以上介绍的底盘组件是如何组装起来形成坦克底盘的看图11-09：

       上面这张图较清晰的说明了底盘的构成。这一回的坦克组装介绍先进行到这里我们下回继续。

       今天进行遥控坦克最后的整体装配前面已经介绍了炮塔嘚组装以及坦克底盘的组装。图12-01是炮塔图12-02是坦克底盘。

       最后的装配主要就是将炮塔和底盘进行连接过程比较简单，只需要一个零件我們称为“炮塔限位板”形如图12-03：

       这个小零件有两个作用，仔细看零件中间的孔正好可以卡在电机输出轴上从而带动炮塔的旋转，它的叧一个作用就如它的名字了进行旋转过程中的限位控制，我们不会让炮塔进行360度旋转所以对其进行限位，限位是如何实现的呢我们看图12-04：

       可以看到坦克底盘的上面板有两颗螺丝（红圈处），这两颗螺丝会限制住炮塔的旋转角度

       穿过炮塔和限位板，使用一颗螺丝直接將炮塔固定在电机输出轴就完成了炮塔与底盘的连接最后再看看组装完的坦克效果图12-07：

       大功告成，坦克拼装任务基本结束了不过现在嘚坦克还不能动弹，因为还没有为它安装控制电路欲知详情咱们下回分解……