Ұялы телефонмен басқарылатын роботқа арналған ПХД дизайны: 10 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Мен бұл жобаны 2012 жылы кішігірім жоба ретінде жасадым. Бұл жоба адамдардың тікелей араласуынсыз қауіптерді бейтараптандыру әдісінің қажеттілігінен туындады. Бұл кез менің елім зорлық -зомбылықтан қатты зардап шекті, бұл мені кез келген ұялы телефонмен басқаруға болатын қарапайым робот көлігін жасауға итермеледі. Робот DTMF дыбыс жиіліктері арқылы басқарылады, бұл тіпті 2G желілерінде де операциялық қамтуды кеңейтуге мүмкіндік береді. Бұл нұсқаулықта мен ПХД дизайнына көбірек тоқталамын.

Жабдықтар

M8870 DTMF декодері

89C51 микроконтроллер

L293D мотор драйвері

DC қозғалтқыштары

Робот автокөлік шассиі

Ұялы телефон

5в Реттелетін электрмен жабдықтау

1 -қадам: Негізгі құрылым

Роботтың негізгі құрылымын қарастырайық.

Онда көрсетілген мобильді телефон роботты басқару үшін қолданылады. Біз роботтың ішінде орналасқан телефонға қоңырау шаламыз, содан кейін робот қоңырауды автоматты түрде қабылдайды, содан кейін онымен байланысты микроконтроллердің көмегімен басқарылатын роботтың қозғалысын басқару үшін әр пернені басу керек. Сыртқы қалпына келтіру қосқышының көмегімен роботты қалпына келтіруге болады. Әр коммутатор әр операцияға бөлінеді. Роботтың қозғалысына сәйкес келетін пернені басқанда, DTMF декодері қабылдағышта шығарылған тонды шешеді және екілік кодты микроконтроллерге жібереді. Микроконтроллер қозғалысқа сәйкес келетін екілік кодтар анықталған кезде микроконтроллер мотор драйверіне сәйкес екілік кірісті беретін етіп бағдарламаланған. Қозғалтқыш сигналды түсіндіреді және қозғалтқышқа кернеуді береді, осылайша оны ауыстырады және қозғалтқышты сәйкес бағытта айналдырады.

2 -қадам: DTMF ДЕКОДЕРІ

M8870-бұл DTMF толық қабылдағышы, ол жолақты бөлінген сүзгі мен декодер функциясын бір 18 істікшелі DIP немесе SOIC пакетіне біріктіреді. CMOS технологиялық технологиясы бойынша шығарылған M-8870 қуатты аз тұтынуды (максимум 35 мВт) және деректерді дәл өңдеуді ұсынады. Оның сүзгі бөлімінде жоғары және төмен топтық сүзгілер үшін де, теру дыбысын қабылдамау үшін де конденсатордың ауыспалы технологиясы қолданылады. Оның декодері барлық 16 DTMF тон жұптарын анықтау және декодтау үшін цифрлық санау әдістерін қолданады және 4 биттік кодқа айналдырады. Сыртқы компоненттердің саны микросхемадағы дифференциалды кіріс күшейткіші, сағат генераторы және үш күйлі интерфейс шинасының берілуімен азайтылады. Минималды сыртқы компоненттерге төмен құны 3,579545 МГц түс кристалы, уақыт резисторы және уақыт конденсаторы кіреді. M-8870-02 «өшіру» опциясын ұсынады, ол қосылған кезде тұтынуды 0,5 мВт-қа дейін төмендетеді. M-8870-02 сонымен қатар төртінші баған цифрларының декодталуын тежей алады.

M8870 ерекшеліктері:

• Толық DTMF қабылдағышы
• Аз қуатты тұтыну (35 мВт)
• Ішкі кірісті күшейткіш
• Реттелетін алу және шығару уақыты
• Орталық офистің сапасы
• Өшіру режимі (5 мВт)
• Жалғыз 5 вольтты қуат көзі
• Теру дыбысын басу
• Тежеу режимі

DTMF техникасы телефонда 16 жалпы әріптік-цифрлық таңбаның (0-9, A-D, *, #) айқын көрінісін шығарады. Ең төменгі жиілік - 697 Гц, ал ең жоғары жиілік - 1633 Гц. DTMF пернетақтасы әр жолдың өзіндік бір тондық жиілігіне ие болатындай етіп реттелген, сонымен қатар әр бағанның өзіндік бірегей дыбыстық жиілігі болады. Жоғарыда әдеттегі DTMF пернетақтасы мен онымен байланысты жол/баған жиіліктері бейнеленген. Пернені басу арқылы, мысалы, 5, төмен тобы үшін 770 Гц және жоғары топ үшін 1336 Гц жиілігін құрайтын қос тонды шығарады.

3 -қадам: 89C51 микроконтроллер

Біз қолданатын микроконтроллер - AT89C51. AT89C51-бұл 8К байтты Flash бағдарламаланатын және тек оқуға арналған жады (PEROM) бар қуаты аз, өнімділігі жоғары CMOS 8 биттік микрокомпьютер. Құрылғы Atmel жоғары тығыздықтағы тұрақты емес жады технологиясын қолдана отырып жасалған және өнеркәсіптік стандартты 80C51 және 80C52 нұсқаулықтарымен және түйіспемен үйлесімді. Бұл талаптарға сәйкес бағдарламаланатын басқарушы блок. Бұл жобада ол анықталған тонға сәйкес келетін екілік кодты қабылдайды және қозғалтқыштарды басқаруға арналған екілік код IC драйверіне жіберіледі.

Ерекше өзгешеліктері:

• ATMEL өнімі
• 8051 жылға ұқсас
• 8 биттік микроконтроллер
• EPROM немесе FLASH жадын қолданады
• Бірнеше уақыт бағдарламаланатын (MTP)

ATMEL89C51 -де барлығы 40 түйреуіш бар, олар I/O, RD, WR, адрес және үзіліс сияқты әр түрлі функцияларға арналған. 40 түйреуіштен P0, P1, P2 және P3 төрт порттары үшін барлығы 32 істікшелер бөлінген, мұнда әр порт 8 істікшені қабылдайды. Қалған түйреуіштер Vcc, GND, XTAL1, XTAL, RST, EA және PSEN ретінде белгіленген. PSEN мен ALE -ден басқа барлық түйреуіштерді 8051 және 8031 отбасының барлық мүшелері пайдаланады.

4 -қадам: L293D MOTOR DRIVER

Екі қозғалтқыш L293D мотор драйвері IC көмегімен басқарылады. L293D-кернеу диапазоны 4,5 м-ден 36 вольтке дейінгі 600 мА дейінгі токты басқара алатын төрт жақты екі жақты көпжақты екі жақты қозғалтқыш драйвері. Ол кіші DC-Geared қозғалтқыштарын, биполярлы қадамдық қозғалтқышты және т.б.

L293D ерекшеліктері:

• Бір каналда 600ма шығыс ток қабілеттілігі
• 1.2Ар арна үшін максималды шығыс тогы (қайталанбайтын)
• FacilityOver температурадан қорғауды қосыңыз
• Логикалық «0» кіріс кернеуі 1,5 в дейін (жоғары шу иммунитеті)
• Ішкі қысқыш диодтары

L293D - төрт есе жоғары ағымдағы жартылай жетектер. L293D 4,5 В -тан 36 В кернеуде 600 мА дейінгі екі бағытты жетекті токты қамтамасыз етуге арналған. Екі диск те реле, электромагниттік, тұрақты ток пен биполярлы қадамдық қозғалтқыш сияқты индуктивті жүктемені басқаруға арналған. оң кернеудегі жоғары кернеулі жүктемелер. L293D күшейткіштері бар төрт кірістен және қорғаныс тізбегінен тұрады. Дискілер жұппен қосылады, 1 және 2 дискілер 1, 2 EN және 3 және 4 дискілер 3, 4 EN қосылады. Қосу кірісі жоғары болғанда, байланысты драйвер қосылады және олардың шығысы белсенді және кірістермен фазада болады.

5 -қадам: Қуат беру блогы

Тұрақты жұмыс істейтін тұрақты емес аккумуляторлар кернеудің сәйкес кернеуі 5В- 9В және максималды токпен жеткізіледі. 1000мА. Тұрақты тұрақты кернеуді алу үшін кернеу реттегіштері қолданылды. Айнымалы кернеу реттегіштері тұрақты (әдетте 5, 12 және 15В) немесе айнымалы шығыс кернеулерімен қол жетімді. Олар сондай -ақ олар өтетін максималды токпен бағаланады. Негативті кернеу реттегіштері қол жетімді, негізінен қосарлы жеткізілімде. Реттегіштердің көпшілігіне шамадан тыс токтан («шамадан тыс жүктемеден қорғаныс») және қызып кетуден («термиялық қорғаныс») кейбір автоматты қорғаныс кіреді. Көптеген тұрақты кернеу реттегіштерінің 3 сымдары бар және оң жақта көрсетілген 7805 (+5В, 1А) реттегіші сияқты күштік транзисторларға ұқсайды. Олар қажет болған жағдайда жылу қабылдағышты бекітуге арналған тесікті қамтиды.

6 -қадам: Бағдарламалау

89C51 бағдарламасын әзірлеу үшін Keil uVision бағдарламалық жасақтамасы пайдаланылды, ал біз дайындаған ПХД құрастыру мен дайындау үшін Orcad Capture / Layout қолданылды.

MT8870 сериясының барлық түрлері барлық 16 DTMF тон жұптарын 4-разрядты код шығысына анықтау және декодтау үшін цифрлық санау әдістерін қолданады. Кірістірілген теру үнінен бас тарту схемасы алдын ала сүзу қажеттілігін жояды

кіріс сигналы 2-ші нүктеде (IN-) берілді, біржолғы кіріс конфигурациясында тиімді деп танылады, DTMF тонусының 4-разрядты дұрыс сигнал Q1 (пин11) арқылы Q 4 (түйреуіш 14) шығысына беріледі. 89C51 IC 1 портының P1.0 (түйреуіш 1) P1.3 (түйреуіш 4) кіріс түйреуіштері. AT89C51 - басқару блогы. Бұл жобада ол анықталған тонға сәйкес келетін екілік кодты қабылдайды және қозғалтқыштарды басқаруға арналған екілік код IC драйверіне жіберіледі. Микроконтроллердің P2.0 - P2.3 порт түйреуіштерінен шығуы тиісінше L293D қозғалтқыш драйверінің IN1 арқылы IN4 кірісіне беріледі, бұл екі берілісті тұрақты ток қозғалтқыштарын басқару үшін. Қолмен қалпына келтіру қосқышы да қолданылады. Тұрақты ток қозғалтқыштарын басқару үшін микроконтроллердің шығысы жеткіліксіз, сондықтан қозғалтқыштың айналуы үшін ток драйверлері қажет. L293D төрт драйверден тұрады. IN1 мен IN4 арасындағы түйреуіш 4 және шығыс1 - сәйкесінше, жүргізуші1 -драйвер4 -тің кіріс және шығыс түйреуіштері.

7 -қадам: Бағдарлама

ORG 000H

БАСТАУ:

MOV P1, #0FH

MOV P2, #000H

L1: MOV A, P1

CJNE A, #04H, L2

MOV A, #0AH

MOV P2, А.

LJMP L1

L2: CJNE A, #01H, L3

MOV A, #05H

MOV P2, А.

LJMP L1

L3: CJNE A, #0AH, L4

MOV A, #00H

MOV P2, А.

LJMP L1

L4: CJNE A, #02H, L5

MOV A, #06H

MOV P2, А.

LJMP L1

L5: CJNE A, #06H, L1

MOV A, #09H

MOV P2, А.

LJMP L1

СОҢЫ

8 -қадам: ПХД фабрикасы

ПХД жасау 4 кезеңмен аяқталды:

1. Компоненттердің орналасуын жобалау

2. ПХД макетін жобалау

3. Бұрғылау

4. ПХД кесу

ПХД компоненттері Orcad Capture бағдарламалық жасақтамасының көмегімен орнатылды және қосылымдарды жобалау үшін Orcad Layout бағдарламасына импортталды. Содан кейін макет тазартылған мыс тақтаға басып шығаруға арналған. Басып шығарудан кейін (макетті ақ қағазға басып шығару үшін ұнтақты бояғышқа негізделген принтерді қолдандық, ал мыс тақтаның бетіне әсер ету үшін жылытуға арналған темір қорапты қолдандық. Қосымша мысты темір хлоридінің ерітіндісімен өңделген. аз мөлшерде тұз қышқылы катализатор ретінде пайдаланылды. Тақтай дұрыс тегістелгеннен кейін тесіктер қолмен ПХД бұрғылауышының көмегімен бұрғыланды. Компоненттер сатып алынды және тақтаға мұқият дәнекерленді. IC -ге келетін болсақ, тұрақсыздықтар алдымен дәнекерленген. оған ИК орналастырылды.

9 -қадам: тестілеу

Робот күткендей жұмыс істеуі үшін біз роботта ресивер ретінде пайдаланған NokiaC1-02 ұялы телефонында автоматты түрде жауап беруді қостық. Біреу осы нөмірге қоңырау шалған кезде, ұялы телефон автоматты түрде жауап береді. Қоңырау шалушы дыбыстық қосқышты басқанда, қабылдағыш тұтқасы оны қабылдайды және оны аудио шығыс арқылы DTMF декодеріне жібереді. Дешифратор басылған кілтті ашады және 89C51 микроконтроллеріне хабарлайды. Микроконтроллер мотор драйверлері арқылы роботқа тиісті басқару командаларын береді.

10 -қадам: Әдебиеттер

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