打造一台低成本的電動滑板!

Description

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作者:Kona Chen

專案緣起

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這個專案的緣由是因為我假日去買早餐時所衍生的,因為我懶啊!不想一邊揮汗滑滑板、一邊買早餐啊。一大早就噴汗很惱人哪!

我自己溜的是長板(Longboard) ,滑板這個運動看起來很平和,實際上會讓你汗如雨下,因為運動時都接近有氧狀態,所以運動效率(噴汗效率)也特別好!

這個專案因為金額有限,所以盡量使用不要那麼高的科技來打造,藉由一般常規的零件來降低花費。

電路不困難,但需要一點耐心跟細心(通常出錯就在於電路看錯),零件有些部份須要3D列印,或者利用委外切割壓克力。

接下來和大家分享怎麼做!

製作驅動架構來安裝馬達

目標要先放在自己認為最不容易購買或取得的零件,這樣才會提高專案成功率。

首先列印3D零件,需要列印的有:驅動輪子的皮帶盤、輪子需要鑽孔所使用的治具,還有馬達架,列印完成後我們就可以開始加工輪子。

列印小提醒:選擇的材料盡量使用可以超過100度、但不至於變形的材質,比如說ABS 或 PC 或其他類,若您使用PLA,在試車時則會有軟化的狀況產生。

列印的檔案STL格式

輪子要先鑽三個孔洞,但因為滑板的輪子表面通常都是弧形曲面,鑽頭不太可能乖乖的直直往下鑽,所以我們需要先設計一個治具來固定鑽頭行進的方向!

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接著,再把M5內六角螺絲穿過墊片到達輪子之後,鎖上皮帶盤。

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皮帶盤的孔洞設計成比較大的目的是方便矯正,大皮帶盤安裝上輪子後,一定會有偏心的狀況,我們要把輪子套上滑板,利用旋轉來觀察皮帶盤偏移的情形。

把偏移的皮帶盤盡量推往中間並鎖緊,讓它在旋轉時看起來不會抖動(這個只能盡量囉)。

安裝完後,我們可以推測得出馬達架的位置,先把馬達架套上去滑板的輪架,並且套上輪子,之後在適當的位子用麥克筆做記號。

(我抓適當的位子,大概是馬達架距離大皮帶盤目視約2mm的位置。)

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做好記號後,先把熱溶膠槍拿出來預熱,利用熱溶膠的結構特性把馬達架沾黏在定位記號上的位置,不要擠太多熱溶膠,稍微固定即可,因為之後我們要拔除熱溶膠。

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接下來使用塑鋼土來固定馬達架。塑鋼土通常為AB兩劑,使用前需要先混合均勻,之後再分成少量的土,一點一點地塞上去填補縫隙,慢慢地加強整個結構直到穩固,等到隔天,塑鋼土應該就會完全硬化了!

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完全包附!

因為我買的馬達是屬於圓形軸心,我必須要把軸心磨出一個平面,這樣才能穩固的鎖上小皮帶盤而不至於滑動。先把軸心上色,當我們研磨的時候會比較好辨識磨掉的金屬(下右圖)。

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使用手持砂輪機來磨,也可以使用銼刀(但用銼刀磨需要比較長的時間,不太建議)。

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下一步,馬達直接安裝上馬達架並鎖上小皮帶盤跟M4螺絲,並且套上皮帶。

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之後,我們要在馬達架上增加一個皮帶限制器,這個限制器的作用是用來改變皮帶與皮帶盤的包附角度,讓皮帶在低張力狀態下,也可以保持較好的摩擦力。

作法是先準備一隻M3螺絲與螺母,包括兩片或更多的墊片。

拿出十字起子壓在墊片中心,底部墊一塊M5螺母,之後用鐵鎚敲打螺絲起子,使墊片被下壓產生凸狀變形,請敲打兩片(下圖左)。將墊片套上M3螺絲凸緣朝內,然後再套上R1030ZZ軸承兩顆,再套上一片打凸的墊片(下圖右)。

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之後將其鎖上馬達架,並調整到適當位子,使皮帶的角度改變即可。皮帶的鬆緊度可以藉由改變馬達位子來調整鬆緊。

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製作底盤以便安裝電路設備

將列印的支架擺放在滑板的中心線上,不要太靠側邊因為轉彎時滑板會傾斜,比較容易磨到。

你會發現,有一個散熱器支架看起來很大,因為我使用了壞掉電腦的CPU散熱器,為了將它好好固定在滑板底部,只好整個包住。

總共有散熱器支架、電路盒支架、電池固定支架。

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所有固定支架都有設計螺絲孔,當你擺放好這些零件後可以使用麥克筆在孔洞內戳一下,標記一下記號。

之後你可以拿3.5mm鑽頭在記號上一一鑽出孔洞來,另外準備好螺絲,就可以把固定支架鎖上去。

完成以上步驟,硬體底盤就大致完成了!!

恭喜你已經踏上不歸路,做到這就耐心的把它完成吧~反正往後若不玩電動滑板,拿給小朋友玩也很開心啊!

還沒完成喔,我們還要來進行電路系統製作,以及邏輯程式編寫喔。

材料清單

1. 電子迴路-升壓區零件

  • LM555 x1顆 約20元
  • 1KΩ 1/4 電阻 x2顆 約4元
  • 10KΩ 1/4 電阻 x1顆 約2元 #2016.10.2更新
  • 20KΩ 1/4 電阻 x1顆 約2元 #2016.10.2更新
  • 43KΩ 1/4 電阻 x1顆 約2元 #2016.10.2更新
  • 150Ω 1/4 電阻 x1顆 約2元 #2016.10.2更新
  • 100UF 25V 電容 x2顆 約10元
  • 0.1UF 104 陶瓷電容 x2顆 約2元 #2016.9.28更新
  • PC123 光耦合器 x2顆 約20元
  • 1N4007 二極體 x2顆 約10元
  • SS9012電晶體 x1顆 約5元
  • SS9013電晶體 x1顆 約5元

2. 電子迴路 – 一般零件

  • Arduino nano 約100元
  • 散熱片 約150元
  • MBRF2020CT-Y 二極體 x1顆 約20元
  • MOSFET IRF3205 約30元
  • 5×7 cm 洞洞板 約5元
  • 3m 22AWG 細電線 約30元 #2016.9.28更新
  • 1m 18AWG 細電線 約30元 #2016.9.28更新
  • 1m 10AWG 粗電線 約100元 #2016.9.28更新
  • 775 12v 300w馬達 約350元
  • 8.4v Ni-MH 3000mAh 電池 約800元
  • 10x10mm 輕觸開關 約20元

3. 硬體零件

  • Longboard 長板(滑板)約1500元
  • ABS 3D列印零件 100t 2GT 皮帶盤 約150元
  • 鋁合金 16t 2GT 皮帶盤 約100元
  • 環形皮帶 250mm 2GT 約150元
  • 塑鋼土 100g 約70元
  • 保鮮小盒子 約50元
  • M5x60mm 內六角螺絲+螺母 3組 約50元
  • M4x10mm 十字螺絲含墊片2組 約10元
  • M3x30mm 十字螺絲含螺帽、墊片 13組 約50元
  • R1030ZZ 軸承2顆 約100元
  • AB膠 #2016.9.28更新

4. 特別的操作工具

  • 2.6mm 鑽頭
  • 鑽床或電鑽
  • M3 攻牙刀 (第2攻)#2016.9.28更新
  • 攻牙刀板手
  • 夾住工件的虎鉗
  • 3.5mm 鑽頭
  • 手持砂輪機

延伸閱讀

 

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Project簡述

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  • 簡述
    本專案在於實作出一台低成本(3500NTD以下)的電動滑板車
  • 作者
    Kona Chen

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