小学生自制轮船模型（带图）

自制三体船模

系统总体

船体主色为黄色，船身尺寸约为360MM*220MM*110MM，主要由PVC版、塑料管、AB胶制成的一个主体船身和两个辅助船身组成。主动力电机和控制模块安装在主体船中，两个差速转弯电机各安装在辅助船身中。系统控制部分由六路要看发射与接收模块、单片机处理模块、电机驱动模块组成，见图1。系统监控部分由温度传感器、霍尔开关、单片机处理模块、液晶显示、蜂蜜器组成、见图2。

船体制作
1. 船身的特点
（1） 雪茄船体——细长的船体结构保证了在行驶时既有效降低了水的阻力，又减小了风阻，有利于告诉行驶。
（2） 三体船结构——这样船体的结构可以保证高速行驶的稳定性，特别是在高速转弯时，能有效降低船身的倾斜，防止侧翻。

2. 制作步骤
制作所需的材料有:pvc板、AB胶、6mm塑料管、5mm*2mm小轴承、黄油等。
（1） 主船身、辅船身及其船身连接
根据图3所示的设计图在PVC板上用铅笔按照尺寸画好，然后用美工刀沿着三角尺切下，再用AB胶固定好。制作好三个船身后，通过在船身打孔，就可以用塑料管把三个船身连接起来，并用AB胶加固

（2） 制作甲板
在PVC板上按照设计好的尺寸画好，然后用刀切下，再用AB胶固定好，图4所示是 甲板正面视图，上面的造型部分可以自由发挥。图5所示是甲板背面，那个小盒子是用来安装遥控器接收模块。
（3） 螺旋桨制作与安装
螺旋桨的制作方法是先在铁片上画好尺寸，然后用剪刀剪下，再用钉子打一个2mm的小孔，套上直径2mm的钢轴，最后用AB胶固定，见图6。螺旋桨是通过小轴承安装，两个小轴承套在塑料管两端，塑料管中间加入黄油，用来防水。
电机安装见图7，使用两片PVC板夹住电机平整的两个面，再用铜线邦紧，电机转轴通过橡胶套与螺旋桨轴连接。

电机控制部分
电机控制部分的电路原理见图8。电机控制的主芯片是STC11F02E,它内置约6Mhz的RC振荡器，2KB的片内Flash程序存储器。主电机驱动用的是ST公司的L298N集成芯片，最高电流为4A，内含2个H桥的高电压、大电流双桥式驱动器，该集成电路既有较强的驱动能力和保护功能。特别是它的输入端可以与单片机直接连接，从而很方便地受单片机控制。
辅助电机驱动采用ULN2003，它是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由7个NPN复合晶体管组成，具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽等特点。
Header 8H接口与接收模块信号输出连接，通过反相器滤掉干扰纹波，再与单片机P3.0—P3.5引脚连接，然后单片机根据预先编码，控制电机运行状态。
遥控部分采用的是配对的SC2262编码芯片和SV2272解码芯片。
SC2272遥控接收板上的2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，T表示自锁输出型，L表示互锁输出型，M表示非互锁输出型，后面的数字表示有几位数据。例如SC2272-M6表示6路非锁输出型。

系统监控部分
系统监控用的主芯片是STC12C4052AD，同样内置约Mhz的RC震荡器。它还具有4KB的片内Flash程序存储器，内置8bit的AD转换和两路PWM输出
两块锂电池的串联电压在8V左右，用内置的AD转换和3个100千欧的电阻串联再与电池组并联，就可以取样得到1/3的电池电压。单片机的P1引脚都可以设置为模拟量输入端口，这里只用P1.0引脚。根据锂电池的端电压与电量的关系，可以知道电池的电量。温度传感器DS18B20与P1.3引脚相连，芯片紧贴在主电机上，霍尔传感器3144与P3.5引脚相连，通过定时访问计数器算出转速。显示屏使用LCD1602。

1. 主控板的制作
制作所需要的原件见表1。为了节省空间，电机驱动模块和系统监控焊接在同一块万用板件图10.原件布局要注意散热，所以L298放在板子的一端，并加热散片。L7805发热较小，放在中间侧方便焊接。接收模块见图11，输出端通过反相器滤去干扰，并把信号取反，方便与单片机连接。这两个小板用10PIN排针与排母相连接，输出端通过8PIN杜邦线与单片机和电源连接。显示部分采用LCD
1602液晶，见图12，用10pin杜邦线与系统控制部分相连。
控制主板在系统的安装见图13.首先在船体两侧伸出两条柱子用来固定上面面的甲板，然后再主电机上方，两个柱子之间插入一块大小合适的PVC板骂我们就可以吧控制板放在PVC板的上方，正好处于两个柱子底部之间，液晶屏放在船尾，用热溶胶固定。

2. 遥控器的制作
首先，用PVC板做一个130mm*28mm*62mm盒子并喷好黄漆，用小电钻打五个直径为12mm圆孔和一个直径为6mm圆孔，见图14.装上圆形按钮开关并拧紧，接下来把发射模块上的小按键通过飞线移植到固定在小盒子上面的案件，然后固定好发射板和8V小电池，盖上后盖，用螺丝拧紧即可。
程序介绍
1.电机控制部分程序。按原理图定义好每个按键的端口，通过半段那个按键按下，然后执行此按键控制的电机状态。包括三级变速、后退、左转和右转。
表1.

2.系统监控部分程序。程序包括4个部分——中断显示时间、转速测量及显示、温度测量及显示、电量和电压显示。
设定11.059Mhz为系统的工作频率，TO每计数玩46080次即50ms，中断响应一次，通过中断服务程序得到比较准确的时间1s。通过在一定时间内访问T1计数器的值，知道这段时间电机转了几圈，然后计算出转速n。
待改进的地方
1.在遥控器方面的改进，可以换成用无线暑假模块做遥控器，然后把显示模块做遥控器，然后把显示模块内置在遥控器里面，这样就一目了然了，而且可以把有级调速改进为无级调速，让小船运行更加平稳。
2.由于船舱通风条件不好，如果是长时间运行，L298N会过热，可以加一个小散热风扇。
通过初步完成船模，基本实现设计初衷，同时对单片机有了进一步的了解。