Игрушечная железная дорога!

Покажите мне ребенка, который может равнодушно пройти мимо витрины с железной дорогой в магазине игрушек! Да, что ребенок, железная дорога завораживает и многих взрослых! И вот уже детская игрушка становится серьезным взрослым увлечением.

А теперь давайте добавим к любви к «паровозам» еще и нашу любовь к конструктору!

И тут получается просто огненная смесь: железная дорога из конструктора! О да!..

Комментарии здесь излишни, да и никаких слов не хватит передать все эмоции.

Помню, как в детстве мог часами разглядывать каталоги с наборами поездов, станций… Но, к сожалению, тогда родителям была не по карману покупка набора любимого конструктора из серии железной дороги.

Мечта детства осуществилась уже ближе к тридцати годам, когда однажды на Новый год «дед Мороз» мне подарил игрушечную железную дорогу из любимого конструктора! Восторг был неописуемый! Радовался, как ребенок! Думаю, многие меня поймут.

И вот, спустя еще несколько лет, новая задача – собрать железную дорогу ПОЛНОСТЬЮ из конструктора, не только локомотив с вагонами, но и сами рельсы!

Сразу же зачесались руки – жуть как интересно! И заскрипели извилины – а как всё это сделать?!

В наборах, что продаются в магазинах, рельсы идут готовыми секциями (в сборе со шпалами), а колесные пары сделаны четко под эти самые рельсы.

Собрать свой «паровоз» с такими исходными данными – не самая сложная задача для опытного фаната конструктора. А вот собрать «свои» рельсы и колёса к ним…– тут придется попотеть.

С чего же начать? Нужно за что-то «зацепиться» и дальше развивать эту идею. Начнем с того, что попроще – рельсы. Рельсы? Монорельс? Подвесные пути?

Монорельс – хорошее решение для экономии материала на строительстве путей. Но состав получится неустойчивый. Подвесные пути? На опорах «разоримся». Всё-таки рельсы!Стандартные!

Прямой путь – всё просто: собираем рельсы, строим, в общем-то, любую подвижную платформу – и всё. Главное, чтобы было сцепление колёс с рельсами. Просто. Но когда просто – тогда не интересно!

Поезд не ездит по прямой, он должен проходить виражи!

Начнем с прямых участков пути.

На рельсы пойдут самые длинные детали – балки на 15. Потребуются все. И их сразу можно начать откладывать в сторону (соединять будем в самом конце).

Ширина между рельсами?

3 студа – явно мало, 9 – это перебор. Я сторонник минимализма, так что берем 5 студ.

Рельсы нужно соединять и на что-то крепить. Думаю, с этой задачей прекрасно справятся рамочки и уголки 3х5.

Собираем первый «тестовый» участок – на нем будем строить и испытывать сам поезд.

Колёса.

Пластиковые детали на пластиковых рельсах – не самая лучшая идея. Сцепление минимальное – колеса будут проскальзывать. Резиновые покрышки на большие шкивы? Да! Получим необходимое сцепление и размер подходящий.

А сколько брать? Решаю делать 8-ми колесный локомотив: две вагонные тележки по две колёсные пары на каждой (а чего «велосипед» изобретать?!). Колёсная формула – 8х8. Почему? Для обеспечения сцепления ведущих колес с рельсами.

Соединяем колёса в колёсные пары. Соединяем балками в тележки. Добавляем шестеренок, осей – механизм полного привода готов.

Колёса поедут по рельсам, в этом сомнений нет. С установкой мотора тоже справлюсь.

Основные проблемы возникнут при прохождении виражей.

Первое – локомотив должен войти в вираж, т.е., повернуть. В реальной жизни для этой цели на колёсах делают гребень. Он служит для направления движения и предохранения от схода колесной пары. Наверное, сделать такое из конструктора - можно, но нужно будет очень сильно заморочиться. А надо ли?

Второе – локомотив должен «вписаться» в этот самый вираж!

Немного теории: из школьного курса геометрии нам известно, что через любые две точки можно провести окружность. Колёсные пары – это «точки», вираж пути – «окружность».

Платформа на двух колесных парах без особых проблем проходит через виражи. Но у нашего локомотива – 4 колесные пары! Т.е., 4 «точки». И все они находятся на одной ПРЯМОЙ. Следовательно, ни о какой дуге виража не может быть и речи!

Оставляю вопрос открытым…

Параллельно размышляю о самом вираже: его еще тоже нужно построить. Экспериментирую. Подбираю варианты. После нескольких «прототипов» нашелся неплохой вариант.

Собираю секции рельсов: балки на 15 на расстоянии в 3 студа между друг другом. Скрепляю секции: левые рельсы соединяю «в стык» друг с другом, правый – соединяю через один дополнительный студ. На выходе имею угол между секциями примерно в 15 градусов.

Возвращаюсь к локомотиву.

Гребень реальных колес нужно чем-то заменить.

Снизу на колесных тележках закрепляю вертикальные оси, уходящие на один студ ниже уровня колёс. При движении локомотива оси будут упираться во внутренние поверхности рельс, тем самым выполняя функции колесного гребня: направлять локомотив и препятствовать его сходу с рельс.

На тележках устанавливаю малые поворотные столы, которые будут крепиться к раме локомотива. Теперь каждая тележка может вращаться вокруг своей оси, а вместе они могут вписываться в дугу виража.

Локомотив получается внушительных размеров + вагон. Для надежности решаю установить сразу два мотора, работающих синхронно. Моторы устанавливаю в корпусе локомотива, через поворотные столы делаю привод на все восемь колёс. Всё еще переживаю, хватит ли мощности тащить груженый состав по рельсам: делаю две «понижайки» 8/16 и 12/20.

Контроллер R:ED устанавливаю спереди.

Подключаю, программирую, загружаю, включаю, проверяю. Пробный пуск: локомотив уверенно движется по моим рельсам и проходит вираж.

Отлично!

Для полноценного состава нужны вагоны! А куда же без них?!

Хотелось бы, конечно, сделать несколько штук, но поезд получается через чур длинный (рельсов не хватит). Соберу один.

Тут всё просто: колесные тележки собираю по образу уже готовых, только без привода от мотора. Направляющие немного другого вида, но с теми же функциями (заменил оси на Т-образные балки). Поворотные столы. Сам вагон – платформа из рамочек. Готово!

Скучно…

Нужно же обязательно что-то перевозить!

Даю волю фантазии, а на идею подтолкнуло нынешнее жаркое лето: пусть поезд перевозит прохладительные напитки! А почему нет?!

Под это дело есть пара подходящих стаканов. По-летнему яркие, подходящих размеров. Беру!

Пробую сделать ограждения для стаканов, чтобы не падали при движении. Не выходит: размеры не подходят под стандартные детали.

Пробую сделать «зажимы». Две «клешни» под два стакана. В механизме установил «червяка», чтобы избежать самопроизвольного раскрытия. Ну, и чтобы стаканы держались надежнее, устанавливаю резиновые «уплотнители».

Осталось только испытать.

Собираем рельсы. Устанавливаем поезд. Берем стаканы, наливаем ледяную минералку! Ставим на платформу.

Поехали!

Всем привет! Решил написать продолжение про самолёт из протолочки. Начало тут: https://zalipaka.icu/story/gotovimsya_k_poletam_vo_vremya_covid19_8180292?utm_source=linkshare&utm_medium=sharing

Начну со схем.

Схема подключения приемника:

Здесь к blue pill подключается радиомодуль, контроллер двигателя и две сервомашинки. Аккумулятор подключается к контроллеру управления двигателя, на нем стоит стабилизатор на 5 вольт, с которого берется питание для управляющей электроники. Сервомашинки также запитываются с этих 5 вольт. Радиомодуль питается от +3,3 вольт со стабилизатора blue pill. Здесь имеется делитель напряжения, который подключен к аккумулятору, для контроля его напряжения. Информация  шлется на пульт управления.

Сам приемник:

Программа для приемника: тут

Схема подключения пульта управления:

Здесь чуть побольше компонентов. Аккумулятор подключается на порт +5 вольт blue pill. Для зарядки аккумулятора к нему подключен модуль зарядки. С blue pill при помощи 3,3 вольт запитывется экран, радиомодуль, джойстики. Потенциометры джойстиков подключены к каналам АЦП blue pill, их тактовые кнопки и остальные две подключены на остальные порты в режиме вход.

Пульт управления внутри:

Программа для пульта управления: тут

Пульт в собранном виде:

В меню пульта 4 строки: 1 строка - это режим полета, во 2 строке просто отображаются данные АЦП и т.д. в 3 строке настраиваются чувствительность рулей и субтример (начальное положение элевонов), в 4 строке ничего нет (можно добавить).

Нажатие правого джойстика - переход на одну строку вниз, левый - на одну строку вверх, нажатие одновременно двух джойстиков заходит в подменю выбранной строки, аналогично производится выход. Две другие кнопки используется для настройки чувствительности в меню строки Sensors, их одновременное длительное нажатие, в любом нахождении меню, включает подсветку. В режиме полета нажатие любого из джойстиков активирует работу двигателя или дективирует, чтобы при заходе в режим полета двигатель не работал сразу и случайно не отпилить себе пальцы винтом не поранил крутящим винтом.

При отключении пульта во время работы приемника, через 2 секунды отключается двигатель.

Расскомментировав эти строчки в main.c (до надпсиси END OF DEBUG_RC OUT):

пульт можно подключить по USB к ПК при помощи любой Terminal программы (я пользовался CoolTerm), в которой нужно выбрать COM порт и присоединится к blue pill:

и в окне получить информацию о подключении радиомодуля:

Считывая установочные данные, записанные в регистры радиомодуля, можно убедиться, что модуль работает и данные совпадают с установленными. В данном случае я получил статус работы радиомодуля, его мощность передачи (максимальная), номер канала (11), скорость передачи (1 Мбит в секунду), размер передаваемого пакета (32 байта - максимальный) и количество бит контрольной суммы (в моем случае 16 бит). Если модуль не подключен или неисправен в терминал выводит такое сообщение:

Зайдя сюда в подменю Settings:

в терминал посыпятся такие строчки:

Здесь данные в таком порядке: X1: значение c АЦП правого джойстика по вертикали, Y1: значение c АЦП правого джойстика по горизонтали, значение с АЦП левого джойстика, которым управляется двигатель, значения только по вертикали, далее напряжения аккумулятора пульта, напряжения аккумулятора на приемнике, значение кнопки правого джойстика, значение кнопки левого джойстика, значения кнопок что находятся справа на пульте, субтример, чувствительность 1 и 2 (2 не используется), а также статус связи с приемником.

Как видно сигнала нет, так как примник был отключен. Также я зажал кнопку правого джойстика и просто левую кнопку, они выдают "1".

Включаю приемник и перевожу правый джойстик в правый верхний угол:

получаю сообщение что сигнал есть, а данные джойстика показывают максимальные значения.

АЦП на Blue Pill имеет разрешение 12 бит, максимальное значение котрого 4095, но в терминале видно, что оно 255, все потому что я 12 бит перевел в 8 бит (1 байт), так как один элемент массива передоваемого пакета равен 1 байту, чтобы одним байтом можно было слать значения одной из осей джойстика.

Аналогичным образом можно подключить приемник к ПК, узнать статус радиомодуля и получаемые данные с пульта, в main.c расскомментировав эти строчки:

Использовать джойстики для управления в таких проектах, вместо нормальных стиков не очень хорошо. Во-первых, для управления газа стик должен сохранять свое положение, а не быть подпружиненным и возвращаться на середину, убрать эту пружинку в джойстика очень проблемно, но я думаю можно. Во-вторых, это должны быть стики, так сказать длинные палочки, для более плавного и точного управления за счёт отдаления пальца от центра потенциометра или увеличения радиуса, это можно решить, наколхозив что-то длинное на джойстики. Специальные стики заточены именно под это, что нельзя сказать про джойстики, но на них цена уже совсем другая, например: стик FlySky.

Крыло сложно в управлении (по-моему мнению) по сравнению с моделями, имеющими хвост со стабилизатором и килем.

И наконец, то, чего мы так долго ждали!!! Видео полетов. К сожалению, видео очень короткое, так как полет был недолгий.

В ВИДЕО ПРИСУТСТВУЕТ ПАРУ ПЛОХИХ СЛОВ!

В заключении хочу написать, что это был мой первый опыт постройки подобной игрушки.

Самолёт полетел вполне уверенно, но что-то пошло не так, если честно, я не понял в чем причина, может это из-за джойстиков или все-таки конструкция крыла. Я думаю, что на этом я не остановлюсь и попробую как-нибудь еще, пересмотрев ошибки.

Всем спасибо!

Ссылки на товары которые я использовал:

Отладочная плата Blue Pill

Радиомодуль

Программатор St-Link

Набор из контроллера, двигателя винта и сервомашинок

Джойстики

Стики от FlySky

Модуль зарядки

Макетная плата

Экран от Nokia 5110

Тактовые кнопки

Аккумулятор

Вот только вместо красок и кистей - у нас детали разной формы и цвета.

В остальном отличий почти нет: мы берем "белый лист" и начинает творить!

Конструктор R:ED - что это? Это привычные детали с новой электрикой,

позволяющей экспериментировать и расширять горизонты фантазии.

Сюжет новой "картины" - разводной мост. Всё-таки Питер, лето, белые ночи!

С чего начать, как подступиться к новому проекту?

Начнем с простого: нужно освежить образ разводных мостов нашего города и выбрать тот,

который будет собирать. Хотя, что тут выбирать? - "Дворцовый" конечно же!

Исторические справки наводить не будем.

Нас интересует только внешний вид. Интернет-поисковики нам в помощь.

По запросу нашлось несколько миллионов фото... Нам столько не надо.

Общие виды, детали, опоры, пролеты, перила.

Мост разведенный, мост открытый для проезда. Виды с Васильевского и Дворцовой набережной.

Отбираем и сохраняем несколько самых информативных снимков.

Что дальше? - Чертежи. Всё-таки собираем модель реально существующего объекта.

С чертежами сложнее: в свободном доступе их мало... Придётся довольствоваться тем,

что есть.

И так, информативную "брешь" мы закрыли. Приступаем к сборке.

А с чего же начать?

В подобных проектах есть два ключевые момента, вокруг которых и будет строиться

наша стройка (каламбурчик такой получился): 1 – работающий механизм, 2 -

сохранение узнаваемости объекта.

Механизм.

Пролет моста состоит из двух симметричных "крыльев". Поэтому и механизмы будут полностью идентичны.

Предстоит подъем достаточно длинного (а следовательно - и тяжелого) консольного элемента.

О подключении мотора "на прямую" даже думать нечего. Необходима "понижайка".

Как легко и максимально просто "выжать" максимальное понижение на передаче - конечно же

через "червяка". Особых трудностей это вызвать не должно.

Делаем "заготовку" и на этом пока остановимся, отложив "моторное отделение" в сторонку.

Чтобы что-то поднимать, нужно сперва собрать это "что-то".

Поэтому перейдем к не менее важному элементу...

...Пролетное строение.

Чтобы сохранить узнаваемость объекта, необходимо отобразить основные "ключевые" элементы, очертания и пропорции. Именно для этого нам и нужны чертежи.

Заготовка моторного отсека у нас уже есть. Он будет размещаться в опоре моста.

Определяем минимальный размер элемента - 9 студов.

Масштабируем чертеж таким образом, чтобы ширина опоры на чертеже также равнялась 9 студам.

Сохраняем масштаб, в нём и будем работать.

По чертежу определяем длину пролётного строения – 44 студа в свету.

Наша конструкция, как и оригинал, симметрична относительно осевой линии:

строить будем одну опору с одним крылом. А после сборки, как говориться: ctrl+C / ctrl+V.

Ширина пролетного строения (дорожное полотно с двумя тротуарами) по чертежу практически равна длине половины пролета.

Делаем "наброски"... Не хватает изящества.

Беру на себя смелость сократить ширину моста. Снова "черновик" – уже лучше.

И так, размеры крыла получаем 15х22 студа. Размер опоры: ширина - 9 студов, высота - 8.

Нижний пояс фермы - не прямолинейный, идет по дуге.

Пробую закреплять прямые балки на разной высоте и под разными углами. Раскосы делаю из осей и коннекторов, также закрепленных под углом.

Неплохо.

Но не то...

Пробую снова: ферму пролетного строения делаю из гнутых балок. Совсем другое дело!

Дорожное полотно набираю из прямых балок. В качестве разделительной линии использую

вставки из черных коннекторов.

Внимание к деталям! Неотъемлемый и узнаваемый элемент - сдвоенные фонарные столбы

в самой середине пролета. Коннектор + ось + желтый шкив.

Идем дальше.

Перила.

Вопрос над которым пришлось поломать голову.

Без них мост выглядит "лысым". В масштабах всей конструкции перила достаточно маленькие.

Но они есть!

Ставить балку? - очень грубо...

Оси? - да, но как их закрепить? Казалось бы решение напрашивается само собой – коннектор "единичка", что тут еще выдумывать?! Но тогда перила получаются очень высокими, непропорциональными.

Снова перебираю детали в поисках идей.

Благо - в моём распоряжении набор "R:ED": ассортименту деталей можно только позавидовать!

И нужный коннектор был найден!

Что ж, время не потрачено в пустую.

Собираю второе крыло.

Пролет готов. Теперь он должен подниматься.

Переходим ко второй части сборки.

Эксперименты с закреплением мотора, угловые передачи, оси...

Всё это в "рамках" выбранных размеров опоры моста.

Пролеты будем поднимать сороказубой шестеренкой. Чтоб снизить нагрузки на элементы, решаю установить по две в каждое крыло.

Через всю опору провожу основной вал, к которому будут подсоединены червячные шестеренки.

Привод от мотора на вал 12/20 + понижение на червячной передаче 1/40. Должно хватить!

Собираю, присоединяю, подключаю мотор к контроллеру.

Барабанная дробь!.. Пуск!

Мотор зажужжал, а вместе с ним захрустели шестеренки...

Ожидаемо. Большой вес пролетного строения. Мотору проще вырвать шестерню, чем поднять крыло моста. Что ж, будем закреплять.

На укрепление конструкции и эксперименты уходит еще несколько часов...

Зато теперь всё работает!

Перед нами следующая задача: большой вес пролета опрокидывает опору моста...

Замонолитить опору в столешницу, на которой идет процесс сборки, нельзя, но очень хочется (где "супер-клей"?!).

Сделать большое основание? Как вариант. Но конструкция потеряет вид, да и люфт деталей всё равно будет изгибать конструкцию...

Нужен противовес.

Придется возводить еще по одному пролету от каждой опоры. Они-то и возьмут на себя роль противовесов.

Детали на исходе, да и основное внимание не на них, а на центральный пролет. Поэтому, внешним видом можно немного пренебречь.

Собираем все части в единое целое.

В центральном пролете по "дну реки" укладываем соединяющие элементы,

чтобы опоры не расползались. "Синхронизируем" крылья пролета. Еще раз обводим всё взглядом.

Тестируем.

На этот раз всё по плану.

Мост готов: приглашайте туристов!