NYÁK -tervezés mobiltelefon -vezérlésű robothoz: 10 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Ezt a projektet még 2012 -ben csináltam, mint kisebb projektemet. Ezt a projektet az ihlette, hogy szükség van egy módszerre a veszélyek semlegesítésére az emberek közvetlen beavatkozása nélkül. Ez volt az az idő, amikor hazámat súlyosan érintette az erőszak, ami arra ösztönzött, hogy kifejlesszek egy egyszerű robotjárművet, amely bármilyen mobiltelefonnal kezelhető. A robotot DTMF hangfrekvenciák vezérlik, ami lehetővé teszi, hogy még 2G hálózatokban is szélesebb működési lefedettséget biztosítson. Ebben az utasításban inkább a NYÁK -tervezésre koncentrálok.

Kellékek

M8870 DTMF dekóder

89C51Mikrokontroller

L293D motorvezérlő

DC motorok

Robot autó alváz

Mobiltelefon

5v Szabályozott tápegység

1. lépés: Alapszerkezet

Vizsgáljuk meg a robot alapszerkezetét.

Az ott látható mobil kézibeszélő a robot vezérlésére szolgál. Felhívjuk a kézibeszélőt, amelyet a robot belsejében helyezünk el, a robot ezután automatikusan fogadja a hívást, majd meg kell nyomnunk minden gombot, hogy vezéreljük a robot mozgását, amelyet a hozzá tartozó mikrokontroller segítségével vezérelünk. A robot alaphelyzetbe állítható a külső reset kapcsoló segítségével. Minden kapcsoló minden művelethez hozzá van rendelve. Amikor megnyomja a robot mozgásának megfelelő gombot, a DTMF dekódoló dekódolja a vevőben generált hangot, és elküldi a bináris kódot a mikrokontrollernek. A mikrokontroller úgy van programozva, hogy amikor a mozgásnak megfelelő bináris kódokat észleli, a mikrokontroller a megfelelő bináris bemenetet adja a motor meghajtójának. A motorvezérlő értelmezi a jelet, és megfelelő feszültséget ad a motornak, ezáltal kapcsolja és forgatja a motort a megfelelő irányba.

2. lépés: DTMF DEKÓDER

Az M8870 egy teljes DTMF vevő, amely a sávos felosztású szűrőt és a dekódoló funkciókat egyetlen 18 tűs DIP vagy SOIC csomagba integrálja. A CMOS folyamattechnológiával gyártott M-8870 alacsony energiafogyasztást (legfeljebb 35 mW) és precíz adatkezelést kínál. Szűrőszekciója kapcsolt kondenzátor technológiát alkalmaz mind a magas, mind az alacsony csoportú szűrőknél, valamint a tárcsahang -elutasításnál. Dekódere digitális számlálási technikákat használ a 16 DTMF hangpár észlelésére és dekódolására 4 bites kódba. A külső komponensek számát minimálisra csökkenti egy chipen belüli differenciális bemeneti erősítő, óragenerátor és reteszelt háromállapotú interfész busz. A minimális külső komponensek közé tartozik az olcsó, 3,579545 MHz-es színes törtképes kristály, az időzítő ellenállás és az időzítő kondenzátor. Az M-8870-02 „kikapcsolási” opciót biztosít, amely bekapcsolva 0,5 mW alá csökkenti a fogyasztást. Az M-8870-02 gátolhatja a negyedik oszlop számjegyeinek dekódolását is.

Az M8870 jellemzői:

• Komplett DTMF vevő
• Alacsony energiafogyasztás (35 mw)
• Belső erősítés beállítási erősítő
• Állítható beszerzési és kiadási idő
• Központi irodai minőség
• Kikapcsolási mód (5 mw)
• Egyetlen 5 voltos tápegység
• Tárcsázó hang elnyomása
• Inhibit mód

A DTMF technika 16 közös alfanumerikus karakter (0-9, A-D, *, #) megjelenítését eredményezi a telefonon. A legalacsonyabb frekvencia 697 Hz, a legmagasabb pedig 1633 Hz. A DTMF billentyűzet úgy van elrendezve, hogy minden sornak egyedi hangfrekvenciája lesz, és minden oszlopnak egyedi hangfrekvenciája lesz. Fentebb a tipikus DTMF billentyűzet és a hozzá tartozó sor/oszlop gyakorisága látható. Ha megnyom egy gombot, például az 5-öt, kettős hangot generál, amely 770 Hz az alacsony csoport és 1336 Hz a magas csoport számára.

3. lépés: 89C51 MIKROKONTROLLER

Az itt használt mikrokontroller az AT89C51. Az AT89C51 egy kis teljesítményű, nagy teljesítményű, 8 bites CMOS mikroszámítógép 8K bájtos Flash programozható és törölhető, csak olvasható memóriával (PEROM). A készülék az Atmel nagy sűrűségű, nem felejtő memóriatechnológiájának felhasználásával készült, és kompatibilis az iparági szabvány 80C51 és 80C52 utasításkészletével és pinoutjával. Ez egy vezérlő egység, amely az igényeknek megfelelően programozható. Ebben a projektben elfogadja az észlelt hangnak megfelelő bináris kódot, és a motorok hajtására szolgáló bináris kódot elküldi a meghajtó IC -nek.

Jellemzők:

• Az ATMEL terméke
• Hasonló a 8051 -hez
• 8 bites mikrovezérlő
• EPROM vagy FLASH memóriát használ
• Többször programozható (MTP)

Az ATMEL89C51 összesen 40 érintkezővel rendelkezik, amelyek különféle funkciókhoz, például I/O, RD, WR, címhez és megszakításokhoz kapcsolódnak. A 40 csap közül összesen 32 csap van elkülönítve a négy P0, P1, P2 és P3 porthoz, ahol minden port 8 tűt foglal el. A többi csap Vcc, GND, XTAL1, XTAL, RST, EA és PSEN jelöléssel rendelkezik. Mindezeket a csapokat a PSEN és az ALE kivételével a 8051 és 8031 család minden tagja használja.

4. lépés: L293D MOTORVEZETŐ

A két motort az L293D motorvezérlő IC hajtja. Az L293D egy négyszeres, félig H-hídos kétirányú motorvezérlő IC, amely képes akár 600 mA áramerősség meghajtására 4,5 és 36 V közötti feszültségtartományban. Alkalmas kis DC-hajtóműves motorok, bipoláris léptetőmotorok stb.

Az L293D jellemzői:

• 600ma kimeneti áram kapacitás csatornánként
• 1.2A csúcs kimeneti áram (nem ismétlődő) csatornánként
• Engedélyezze a FacilityOver túlmelegedés elleni védelmet
• Logikai „0” bemeneti feszültség 1,5 V -ig (magas zajállóság)
• Belső szorító diódák

Az L293D négyszeres nagyáramú fél H meghajtó. Az L293D -t úgy tervezték, hogy kétirányú meghajtóáramot biztosítson 600 mA -ig 4,5 V és 36 V közötti feszültségen. Mindkét hajtást induktív terhelés, például relé, mágnesszelep, egyenáramú és bipoláris léptetőmotor, valamint nagy áram/ nagyfeszültségű terhelések pozitív tápellátási alkalmazásokban. Az L293D négy bemenetből áll, erősítőkkel és kimeneti védelmi áramkörökkel. A meghajtók párosával vannak engedélyezve, az 1 és 2 meghajtókat az 1, 2 EN, a 3 és 4 meghajtókat pedig a 3, 4 EN engedélyezi. Ha az engedélyezési bemenet magas, akkor a hozzá tartozó illesztőprogram engedélyezve van, és a kimenetei aktívak és a bemenetükkel fázisban vannak.

5. lépés: Tápegység

Az alacsony teljesítményű egyenáramú akkumulátorok megfelelő feszültséggel rendelkeznek 5–9 V feszültséggel és max. 1000 mA. A szabályozott egyenfeszültség eléréséhez feszültségszabályozókat használtak. A feszültségszabályozó IC -k fix (általában 5, 12 és 15 V) vagy változó kimeneti feszültséggel kaphatók. Ezenkívül a maximális áramerősség alapján is értékelik őket. Negatív feszültségszabályozók állnak rendelkezésre, főleg kettős tápellátáshoz. A legtöbb szabályozó tartalmaz némi automatikus védelmet a túláram ellen („túlterhelés elleni védelem”) és a túlmelegedést („hővédelem”). A rögzített feszültségszabályozó IC -k közül soknak 3 vezetéke van, és úgy néz ki, mint a teljesítménytranzisztor, például a jobb oldalon látható 7805 (+5V, 1A) szabályozó. Szükség esetén lyukat tartalmaznak a hűtőborda rögzítésére.

6. lépés: Programozás

A Keil uVision szoftverrel fejlesztették ki a 89C51 -es programot, az Orcad Capture / Layout -ot pedig az egyedi gyártmányú NYÁK tervezésére és gyártására használták.

Az MT8870 sorozat minden típusa digitális számlálási technikákat használ a 16 DTMF hangpár észlelésére és dekódolására 4 bites kódkimenetre. A beépített tárcsahang-elutasító áramkör nem teszi szükségessé az előszűrést, amikor a

a bemeneti jelet a 2. tűn (IN-) adták, az egyvégű bemeneti konfigurációban hatékonynak ismerik el, a DTMF hang helyes 4 bites dekódolási jele Q1 (pin11)-Q4 (14. tű) kimeneten keresztül a 89C51 IC 1. portjának P1.0 (1. tű) - P1.3 (4. tű) bemeneti csapjai. Az AT89C51 a vezérlőegység. Ebben a projektben elfogadja az észlelt hangnak megfelelő bináris kódot, és a motorok hajtására szolgáló bináris kódot elküldi a meghajtó IC -nek. A mikrokontroller P2.0 - P2.3 portcsapjainak kimenete az L293D motorvezérlő IN1 - IN4 bemenetére kerül, két hajtóműves egyenáramú motor meghajtására. Kézi reset kapcsolót is használnak. A mikrokontroller kimenete nem elegendő az egyenáramú motorok meghajtásához, ezért a motor forgásához áramvezérlőkre van szükség. Az L293D négy meghajtóból áll. Az IN1 -től IN4 -ig és az out1 -ig a 4 -es tű az 1 -es illesztőprogram és a 4 -es bemeneti és kimeneti csapja.

7. lépés: Programozás

ORG 000H

RAJT:

MOV P1, #0FH

MOV P2, #000H

L1: MOV A, P1

CJNE A, #04H, L2

MOV A, #0AH

MOV P2, A

LJMP L1

L2: CJNE A, #01H, L3

MOV A, #05H

MOV P2, A

LJMP L1

L3: CJNE A, #0AH, L4

MOV A, #00H

MOV P2, A

LJMP L1

L4: CJNE A, #02H, L5

MOV A, #06H

MOV P2, A

LJMP L1

L5: CJNE A, #06H, L1

MOV A, #09H

MOV P2, A

LJMP L1

VÉGE

8. lépés: NYÁK -SZERELÉS

A PCB gyártása 4 lépésben fejeződött be:

1. Komponens elrendezés tervezése

2. NYÁK elrendezés tervezése

3. Fúrás

4. A NYÁK maratása

A NYÁK -alkatrészeket az Orcad Capture szoftverrel állították be, és importálták az Orcad Layout -ba a kapcsolatok tervezéséhez. Az elrendezést ezután tükrözték, hogy rá lehessen nyomtatni a megtisztított rézlapra. A nyomtatás után (porfesték-alapú nyomtatóval nyomtattuk az elrendezést fehér papírra, vasdobozzal melegítettük és továbbítottuk a lenyomatot a rézlemez felületére. Az extra rézt vas-klorid oldattal marattuk ki, és katalizátorként kis mennyiségű sósavat használtak. A lemez megfelelő maratása után a lyukakat kézi PCB fúró segítségével fúrták. Az alkatrészeket megvásárolták és óvatosan a táblához forrasztották. Ami az IC -ket illeti, először a forrasztásokat forrasztották. amelyre az IC -ket helyezték.

9. lépés: Tesztelés

Ahhoz, hogy a robot a várt módon működjön, engedélyeztük az automatikus válaszolást a NokiaC1-02 mobilkészüléken, amelyet vevőként használtunk a roboton. Tehát amikor valaki felhívja ezt a számot, a mobiltelefon automatikusan válaszol. Amikor a hívó megnyom egy hangkapcsolót, a vevőkészülék fogadja azt, és audio kimeneten keresztül elküldi a DTMF dekóderbe. A dekódoló dekódolja a megnyomott gombot, és értesíti a 89C51 mikrokontrollert. A mikrovezérlő ezután megfelelő vezérlőparancsokat ad ki a robotnak a motorvezérlőkön keresztül.

10. lépés: Hivatkozások

www.keil.com/dd/docs/datashts/atmel/at89c51_ds.pdf