Ubunifu wa PCB wa Roboti inayodhibitiwa na rununu: Hatua 10

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Nilifanya mradi huu nyuma mnamo 2012 kama mradi wangu mdogo. Mradi huu uliongozwa na hitaji la njia ya kupunguza vitisho bila kuingilia kati kwa wanadamu moja kwa moja. Huo ndio wakati, nchi yangu iligongwa sana na vurugu ambazo zilinitia motisha kutengeneza na gari rahisi ya roboti inayoweza kuendeshwa na simu yoyote ya rununu. Roboti inadhibitiwa kupitia masafa ya sauti ya DTMF ambayo inaiwezesha kuwa na chanjo pana ya utendaji hata katika mitandao ya 2G. Katika hii inayoweza kufundishwa, nitazingatia zaidi muundo wa PCB.

Vifaa

Kiambatisho cha M8870 DTMF

89C51Mdhibiti Mdhibiti

L293D Dereva wa Magari

Motors za DC

Chassis ya gari la Robot

Simu ya mkononi

5v Usambazaji wa umeme uliodhibitiwa

Hatua ya 1: Muundo wa Msingi

Wacha tuangalie muundo wa msingi wa roboti.

Simu ya rununu ambayo imeonyeshwa hapo hutumiwa kudhibiti roboti. Tunapiga simu kwa simu ambayo imewekwa ndani ya roboti, roboti kisha inakubali simu moja kwa moja na inabidi bonyeza kitufe kila kudhibiti mwendo wa roboti, ambayo inadhibitiwa kwa msaada wa mdhibiti mdogo anayehusiana nayo. Roboti inaweza kuweka upya kwa msaada wa kubadili upya nje. Kila swichi imetengwa kwa kila operesheni. Wakati kitufe kinacholingana na mwendo wa roboti kimeshinikizwa, kiboreshaji cha DTMF kitasimbua sauti iliyozalishwa kwa mpokeaji na kutuma nambari ya binary kwa mdhibiti mdogo. Mdhibiti mdogo amepangwa kwa njia ambayo wakati nambari zinazofanana na mwendo zinagunduliwa, mdhibiti mdogo atatoa pembejeo inayofanana ya dereva kwa dereva wa gari. Dereva wa gari atatafsiri ishara na atampa motor voltages zinazofaa kwa hivyo kuibadilisha na kuzungusha motor kwa mwelekeo unaofanana.

Hatua ya 2: DTMF DECODER

M8870 ni Mpokeaji kamili wa DTMF ambayo huunganisha kichungi cha mgawanyiko wa bendi na kazi za dondosha kwenye kifurushi kimoja cha pini 18 au kifurushi cha SOIC. Iliyotengenezwa kwa kutumia teknolojia ya mchakato wa CMOS, M-8870 inatoa matumizi ya chini ya nguvu (35 mW max) na utunzaji sahihi wa data. Sehemu yake ya kichungi hutumia teknolojia ya capacitor iliyobadilishwa kwa vichungi vya vikundi vya juu na vya chini na kwa kukataa toni. Decoder yake hutumia mbinu za kuhesabu dijiti kugundua na kusimbua jozi zote 16 za DTMF kuwa nambari 4-bit. Hesabu ya sehemu ya nje imepunguzwa na utoaji wa kipaza sauti cha kuingiza tofauti kwenye-chip, jenereta ya saa, na basi ya interface ya hali-tatu. Vipengele vidogo vya nje vinavyohitajika ni pamoja na glasi ya kupasuka ya rangi ya chini ya 3.579545 MHz, kontena la muda, na capacitor ya muda. M-8870-02 hutoa chaguo la "nguvu-chini" ambayo, ikiwezeshwa, inashusha matumizi chini ya 0.5 mW. M-8870-02 pia inaweza kuzuia usimbuaji wa nambari za safu wima ya nne.

Makala ya M8870:

• Kamilisha Mpokeaji wa DTMF
• Matumizi ya chini ya nguvu (35mw)
• Amplifier ya kuweka faida ya ndani
• Marekebisho ya upatikanaji na wakati wa kutolewa
• Ubora wa ofisi kuu
• Hali ya kupunguza nguvu (5mw)
• Ugavi wa umeme wa Volt 5 moja
• Piga ukandamizaji wa toni
• Zuia hali

Mbinu ya DTMF inatoa uwakilishi tofauti wa herufi 16 za kawaida za alphanumeric (0-9, AD, *, #) kwenye simu. Mzunguko wa chini kabisa uliotumiwa ni 697 Hz na kiwango cha juu kabisa kinachotumiwa ni 1633Hz. Kitufe cha DTMF kimepangwa kama kwamba kila safu itakuwa na masafa yake ya kipekee ya sauti na pia kila safu itakuwa na masafa yake ya kipekee ya sauti. Hapo juu ni uwakilishi wa kitufe cha kawaida cha DTMF na safu zinazohusiana za safu / safu. Kwa kubonyeza kitufe, kwa mfano, 5, itazalisha toni-mbili zenye 770 Hz kwa kikundi cha chini na 1336 Hz kwa kikundi cha juu.

Hatua ya 3: 89C51 MICROCONTROLLER

Mdhibiti mdogo tunayotumia hapa ni AT89C51. AT89C51 ni nguvu ndogo, utendaji wa hali ya juu wa CMOS 8-bit na ka 8K ya Flash inayoweza kusakinishwa na kumbukumbu ya kusoma inayoweza kusomeka (PEROM). Kifaa hicho kimetengenezwa kwa kutumia teknolojia ya kumbukumbu ya Atmel ya kiwango cha juu cha hali ya hewa na inaambatana na seti ya kiwango cha 80C51 na 80C52 ya maagizo na pinout. Ni kitengo cha kudhibiti ambacho kinaweza kusanidiwa kulingana na mahitaji. Katika mradi huu, inakubali nambari inayofanana na sauti iliyogunduliwa inapokelewa na nambari ya binary ya kuendesha motors itatumwa kwa dereva IC.

vipengele:

• Bidhaa ya ATMEL
• Sawa na 8051
• Mdhibiti mdogo wa 8-bit
• Inatumia kumbukumbu ya EPROM au FLASH
• Vipindi vingi vinavyopangwa (MTP)

ATMEL89C51 ina jumla ya pini 40 ambazo zimejitolea kwa kazi anuwai kama I / O, RD, WR, anwani na kukatiza. Kati ya pini 40, jumla ya pini 32 zimetengwa kwa bandari nne P0, P1, P2, na P3, ambapo kila bandari huchukua pini 8. Pini zingine zimeteuliwa kama Vcc, GND, XTAL1, XTAL, RST, EA, na PSEN. Pini hizi zote isipokuwa PSEN na ALE hutumiwa na washiriki wote wa familia 8051 na 8031.

Hatua ya 4: L293D MOTOR DRIVER

Magari mawili yanaendeshwa kwa kutumia dereva wa L293D IC. L293D ni dereva wa daladala ya nusu ya daraja la H-daraja IC inayoweza kuendesha sasa hadi 600mA na kiwango cha voltage ya volts 4.5 hadi 36. Inafaa kuendesha motors ndogo za DC-Geared, motor bipolar stepper, n.k.

Makala ya L293D:

• Uwezo wa sasa wa 600ma kwa kila kituo
• 1.2A kiwango cha juu cha sasa (kisichojirudia) kwa kila kituo
• Wezesha KituoKulinda joto-juu
• Uingizaji wa mantiki wa "0" hadi 1.5 v (Kinga ya Kelele ya Juu)
• Diode za ndani za clamp

L293D ni mara nne za juu za nusu H ya sasa. L293D imeundwa kutoa mwendo wa bidirectional hadi sasa kwa 600 mA kwa voltages kutoka 4.5V hadi 36 V. Wote anatoa iliyoundwa iliyoundwa kuendesha mzigo wa kufata kama vile relay, solenoid, DC na bipolar stepping motor, pamoja na high current / mizigo ya juu ya voltage katika matumizi mazuri ya usambazaji. L293D ina pembejeo nne na amplifiers na nyaya za ulinzi wa pato. Drives imewezeshwa kwa jozi, na anatoa 1 & 2 imewezeshwa na 1, 2 EN na anatoa 3 & 4 kuwezeshwa na 3, 4 EN. Wakati pembejeo ya kuwezesha iko juu, dereva anayehusishwa huwezeshwa na matokeo yake yanafanya kazi na kwa awamu na pembejeo zao.

Hatua ya 5: Kitengo cha Ugavi wa Umeme

Batri za chini za ushuru DC zinakuja na kiwango sahihi cha voltage ya 5V- 9V na kiwango cha juu cha sasa. 1000mA. Ili kupata voltage iliyosimamiwa ya DC, vidhibiti vya voltage vilitumika. Mdhibiti wa Voltage IC hupatikana na fasta (kawaida 5, 12 na 15V) au voltages za pato tofauti. Pia wamepimwa na kiwango cha juu cha sasa wanachoweza kupitisha. Wasimamizi wa voltage hasi wanapatikana, haswa kwa matumizi ya vifaa viwili. Wadhibiti wengi ni pamoja na kinga ya moja kwa moja kutoka kwa sasa ya kupindukia ('overload protection') na overheating ('thermal protection'). Wengi wa vidhibiti vya voltage vya kudumu vina mwongozo 3 na huonekana kama transistors za nguvu, kama vile mdhibiti wa 7805 (+ 5V, 1A) aliyeonyeshwa upande wa kulia. Ni pamoja na shimo la kuambatanisha shimoni la joto ikiwa ni lazima.

Hatua ya 6: Programu

Programu ya Keil uVision ilitumika kukuza programu ya 89C51 na Orcad Capture / Layout ilitumika kubuni na kutengeneza PCB yetu ya kawaida iliyoundwa.

Aina zote za safu ya MT8870 hutumia mbinu za kuhesabu dijiti kugundua na kusuluhisha jozi zote 16 za DTMF kuwa pato la nambari 4-bit. Mzunguko wa kukataa toni iliyojengwa huondoa hitaji la kuchuja kabla wakati faili ya

ishara ya pembejeo ilitolewa kwa pini 2 (IN-) katika usanidi wa pembejeo wa mwisho mmoja inatambuliwa kuwa yenye ufanisi, ishara sahihi ya 4-bit ya kusimbua ya toni ya DTMF inahamishwa kupitia Q1 (pin11) kupitia Q 4 (pin 14) pato kwa pini za kuingiza P1.0 (pini 1) hadi P1.3 (pini 4) ya bandari 1 ya 89C51 IC. AT89C51 ni kitengo cha kudhibiti. Katika mradi huu, inakubali nambari inayofanana na sauti iliyogunduliwa inapokelewa na nambari ya binary ya kuendesha motors itatumwa kwa dereva IC. Pato kutoka kwa pini za bandari P2.0 kupitia P2.3 ya microcontroller hulishwa kwa pembejeo IN1 kupitia IN4 ya dereva wa gari L293D, mtawaliwa, kuendesha motors mbili za DC. Kubadilisha upya mwongozo pia hutumiwa. Pato la microcontroller haitoshi kuendesha motors DC, kwa hivyo madereva ya sasa yanahitajika kwa kuzunguka kwa motor. L293D ina madereva manne. Piga IN1 kupitia IN4 na nje1 kwa 4 ni pini za pembejeo na pato, mtawaliwa, ya dereva1 hadi dereva4.

Hatua ya 7: Programu

ORG 000H

Anza:

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

MWISHO

Hatua ya 8: UFUNZO WA PCB

Utengenezaji wa PCB ulikamilishwa kwa hatua 4:

1. Mpangilio wa kipengee

2. Mpangilio wa mpangilio wa PCB

3. Kuchimba visima

4. Kuchoma PCB

Vipengele vya PCB viliwekwa kwa kutumia programu ya Orcad Capture na ziliingizwa kwa Mpangilio wa Orcad kwa kuunda unganisho. Mpangilio huo uliangaziwa kwa kuchapisha kwenye bodi ya shaba iliyosafishwa. Baada ya uchapishaji (tulitumia printa inayotokana na rangi ya unga kuchapisha mpangilio kwenye karatasi nyeupe na kutumia sanduku la chuma kuwasha na kuhamisha maoni kwenye uso wa bodi ya shaba. Shaba ya ziada ilichomwa nje kwa kutumia suluhisho la kloridi ya feri na Kiasi kidogo cha asidi ya hidrokloriki ilitumika kama kichocheo. Baada ya bodi kuchapwa vizuri, mashimo yalichimbwa kwa kutumia kipiga piga cha mkono cha PCB. Vifaa vilinunuliwa na kuuzwa kwa uangalifu kwa bodi. ambayo IC iliwekwa.

Hatua ya 9: Upimaji

Ili roboti ifanye kazi kama inavyotarajiwa, tuliwezesha kujibu kiatomati kwenye simu ya rununu ya NokiaC1-02 ambayo tulitumia kama mpokeaji kwenye roboti. Kwa hivyo wakati wowote mtu anapiga simu hiyo, simu ya rununu hujibu kiatomati. Wakati mpigaji anabonyeza kitufe cha sauti, simu ya mpokeaji inaipokea na kuipeleka kwa kisimbuzi cha DTMF kupitia sauti nje. Decoder huamua ufunguo ambao ulibanwa na kuarifu mdhibiti mdogo wa 89C51. Mdhibiti mdogo kisha anatoa amri zinazofaa za kudhibiti kwa roboti kupitia madereva ya magari.

Hatua ya 10: Marejeleo

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