Uyali telefon boshqariladigan robot uchun PCB dizayni: 10 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Men bu loyihani 2012 yilda kichik loyiham sifatida qilganman. Bu loyiha odamlarning bevosita aralashuvisiz tahdidlarni zararsizlantirish usuli zarurligidan ilhomlangan. O'sha paytda, mening mamlakatim zo'ravonlikdan qattiq zarar ko'rdi, bu meni har qanday mobil telefonda boshqariladigan robot robotini ishlab chiqishga undadi. Robot DTMF audio chastotalari orqali boshqariladi, bu unga 2G tarmoqlarida ham kengroq operatsion qamrovga ega bo'lish imkonini beradi. Ushbu qo'llanmada men PCB dizayniga ko'proq e'tibor qarataman.

Ta'minotlar

M8870 DTMF dekoder

89C51 Mikrokontroller

L293D dvigatel uchun haydovchi

DC motorlar

Robotli avtomobil shassisi

Mobil telefon

5v tartibga solinadigan elektr ta'minoti

1 -qadam: Asosiy tuzilish

Keling, robotning asosiy tuzilishini ko'rib chiqaylik.

U erda ko'rsatilgan mobil telefon robotni boshqarish uchun ishlatiladi. Biz robotning ichida joylashgan telefonga qo'ng'iroq qilamiz, keyin robot avtomatik ravishda qo'ng'iroqni qabul qiladi va biz robotning harakatini boshqarish uchun har bir tugmani bosishimiz kerak, u bilan bog'liq mikrokontroller yordamida boshqariladi. Robotni tashqi reset tugmasi yordamida tiklash mumkin. Har bir operatsiya uchun har bir kalit ajratilgan. Robotning harakatiga mos keladigan tugma bosilganda, DTMF dekoderi qabul qilgichda ishlab chiqarilgan ohangni ochadi va ikkilik kodni mikrokontrollerga yuboradi. Mikrokontroller shunday dasturlashtirilganki, harakatga mos keladigan ikkilik kodlar aniqlanganda, mikrokontroller dvigatel drayveriga mos keladigan ikkilik kirishni beradi. Dvigatel drayveri signalni talqin qiladi va dvigatelga mos keladigan kuchlanishni beradi va shu bilan uni o'zgartiradi va dvigatelni mos yo'nalishda aylantiradi.

2 -qadam: DTMF dekoder

M8870-to'la DTMF qabul qiluvchisi, u tarmoqli filtrli va dekoder funktsiyalarini bitta 18-pinli DIP yoki SOIC paketiga birlashtiradi. CMOS texnologiyasi yordamida ishlab chiqarilgan M-8870 kam quvvat sarfini (maksimal 35 mVt) va aniq ma'lumotlarni qayta ishlashni taklif qiladi. Filtr bo'limida yuqori va past guruhli filtrlar uchun ham, qo'ng'iroq ohangini rad etish uchun ham kondansatör texnologiyasi ishlatiladi. Uning dekoderi barcha 16 DTMF ohang juftlarini aniqlash va dekodlash uchun raqamli hisoblash texnikasidan foydalanadi va 4 bitli kodga aylanadi. Chipdagi differentsial kirish kuchaytirgichi, soat generatori va uch davlatli interfeysli avtobusi bilan tashqi komponentlar soni minimallashtiriladi. Minimal tashqi komponentlar orasida 3,579545 MGts rangli portlash kristalli, vaqt qarshiligi va vaqt kondansatörü bo'lishi kerak. M-8870-02 "quvvatni o'chirish" variantini taqdim etadi, u yoqilganda iste'mol 0,5 mVt dan past bo'ladi. M-8870-02, shuningdek, to'rtinchi ustun raqamlarining dekodlanishiga to'sqinlik qilishi mumkin.

M8870 xususiyatlari:

• To'liq DTMF qabul qiluvchisi
• Kam quvvat sarfi (35 mVt)
• Ichki daromad sozlamalari kuchaytirgichi
• Sotib olish va chiqarish vaqti sozlanishi
• Markaziy ofis sifati
• O'chirish rejimi (5 mVt)
• Yagona 5 voltli quvvat manbai
• Raqamni bosish
• Taqiqlash rejimi

DTMF texnikasi telefonda 16 ta umumiy harfli-raqamli belgilarning (0-9, A-D, *, #) aniq ifodasini chiqaradi. Eng past chastota - 697 Gts, eng yuqori chastota - 1633 Gts. DTMF klaviaturasi shunday tuzilganki, har bir satr o'ziga xos ohang chastotasiga ega bo'ladi va har bir ustun o'ziga xos ohang chastotasiga ega bo'ladi. Yuqorida odatiy DTMF klaviaturasi va u bilan bog'liq qator/ustun chastotalari tasvirlangan. Masalan, 5 tugmachasini bosish, past guruh uchun 770 Gts va yuqori guruh uchun 1336 Gts dan iborat ikki tonnali signalni hosil qiladi.

3 -qadam: 89C51 MICROCONTROLLER

Bu erda biz foydalanadigan mikrokontroller AT89C51. AT89C51-bu kam quvvatli, yuqori unumli CMOS 8 bitli mikrokompyuter, 8K baytli Flash dasturlashtiriladigan va o'chiriladigan faqat o'qiladigan xotira (PEROM). Qurilma Atmelning yuqori zichlikdagi doimiy xotira texnologiyasidan foydalangan holda ishlab chiqarilgan va sanoat standarti 80C51 va 80C52 yo'riqnomasi va pinout bilan mos keladi. Bu talablarga muvofiq dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan nazorat birligi. Loyihada u aniqlangan ohangga mos keladigan ikkilik kodni qabul qiladi va dvigatellarni boshqarish uchun ikkilik kod IC haydovchisiga yuboriladi.

Xususiyatlari:

• ATMEL mahsuloti
• 8051 yilga o'xshash
• 8 bitli mikrokontroller
• EPROM yoki FLASH xotirasidan foydalanadi
• Ko'p vaqtli dasturlash mumkin (MTP)

ATMEL89C51 -da jami 40 ta pin bor, ular I/U, RD, WR, manzil va uzilishlar kabi turli funktsiyalarga bag'ishlangan. 40 ta pimdan P0, P1, P2 va P3 to'rtta portlari uchun jami 32 ta pin ajratilgan, bu erda har bir port 8 ta pinni oladi. Qolgan pinlar Vcc, GND, XTAL1, XTAL, RST, EA va PSEN sifatida belgilanadi. PSEN va ALEdan tashqari bu pinlarning barchasi 8051 va 8031 oilalarining barcha a'zolari tomonidan ishlatiladi.

4 -qadam: L293D MOTOR HAYVON

Ikkala dvigatel L293D dvigateli IC yordamida boshqariladi. L293D-bu to'rtburchaklar H-ko'prikli ikki tomonlama dvigatel drayveri, u 600 mA gacha bo'lgan oqimni 4,5 dan 36 voltsgacha boshqarishi mumkin. Kichik DC-Geared dvigatellari, bipolyar qadamli dvigatel va boshqalarni haydash uchun javob beradi.

L293D xususiyatlari:

• Har bir kanal uchun 600ma chiqish oqimi qobiliyati
• Har bir kanal uchun 1.2A maksimal chiqish oqimi (takrorlanmaydigan)
• Ob'ektni haddan tashqari haroratdan himoyalashni yoqish
• Mantiqiy "0" kirish voltaji 1,5 v gacha (yuqori shovqinli immunitet)
• Ichki qisqich diodlari

L293D - to'rt baravar yuqori oqimli yarim H disklar. L293D 4,5 V dan 36 V gacha bo'lgan kuchlanishlarda 600 mAgacha bo'lgan ikki tomonlama oqim oqimini ta'minlash uchun mo'ljallangan. Har ikkala haydovchi ham o'rni, solenoid, shahar va bipolyar pog'onali dvigatel, shuningdek yuqori oqim/ musbat ta'minot dasturlarida yuqori kuchlanishli yuklamalar. L293D kuchaytirgichlari va chiqishni himoya qilish davrlari bo'lgan to'rtta kirishdan iborat. Drayvlar juft bo'lib yoqilgan, 1 va 2 -disklar 1, 2 EN va 3 va 4 -disklar 3, 4 EN bilan yoqilgan. Qachon yoqish usuli yuqori bo'lsa, tegishli drayver yoqiladi va ularning chiqishlari faol bo'ladi va kirish bosqichida bo'ladi.

5 -qadam: quvvat manbai

Kam quvvatli doimiy zaryadlanuvchi batareyalar mos keladigan 5V- 9V kuchlanishli va maksimal oqim bilan ta'minlangan. 1000mA. Tartibga solinadigan shahar kuchlanishini olish uchun voltaj regulyatorlari ishlatilgan. Voltaj regulyatori IClari doimiy (odatda 5, 12 va 15V) yoki o'zgaruvchan chiqish voltajlari bilan mavjud. Ular, shuningdek, ular o'tishi mumkin bo'lgan maksimal oqim bilan baholanadi. Salbiy voltaj regulyatorlari, asosan, ikkilamchi etkazib berishda ishlatiladi. Aksariyat regulyatorlar haddan tashqari oqimdan ("haddan tashqari yuklanish himoyasi") va haddan tashqari qizib ketishdan ("termal himoya") ba'zi avtomatik himoyani o'z ichiga oladi. Ruxsat etilgan voltaj regulyatorining ko'pgina IClarida 3 ta sim bor va ular kuch tranzistorlariga o'xshaydi, masalan, o'ngda ko'rsatilgan 7805 (+5V, 1A) regulyator. Agar kerak bo'lsa, ular issiqlik qabul qilgichni ulash uchun teshikni o'z ichiga oladi.

6 -qadam: dasturlash

89C51 dasturini ishlab chiqish uchun Keil uVision dasturi ishlatilgan va Orcad Capture / Layout bizning shaxsiy PCBni loyihalash va ishlab chiqarishda ishlatilgan.

MT8870 seriyasining barcha turlari raqamli hisoblash texnikasidan foydalanadi va 16 ta DTMF ohangli juftligini 4 bitli kodli chiqishga ajratadi. O'rnatilgan qo'ng'iroq ohangini rad etish sxemasi oldindan filtrlash zarurligini bartaraf qiladi

Kirish konfiguratsiyasida pin 2 (IN-) kirish signali samarali deb tan olingan, DTMF ohangining to'g'ri 4-bitli dekodlash signali Q1 (pin11) orqali Q 4 (pin 14) orqali uzatiladi. kirish pinlari P1.0 (1 -pin) 89C51 IC 1 -portining P1.3 (pin 4) ga. AT89C51 - bu boshqaruv bloki. Loyihada u aniqlangan ohangga mos keladigan ikkilik kodni qabul qiladi va dvigatellarni boshqarish uchun ikkilik kod IC haydovchisiga yuboriladi. P2.0 dan P2.3 gacha mikrokontrolder pimlarining chiqishlari mos ravishda L293D dvigatelining IN4 orqali IN4 kirishiga uzatiladi, bu esa ikkita tishli shahar motorini boshqaradi. Shuningdek, qo'lda tiklash tugmasi ishlatiladi. Mikrokontroller chiqishi shahar motorlarini boshqarish uchun etarli emas, shuning uchun dvigatelning aylanishi uchun joriy drayverlar talab qilinadi. L293D to'rtta haydovchidan iborat. IN1 orqali IN4 va 4 -chi chiqish pinlari mos ravishda haydovchi1 -haydovchiga4 kirish -chiqish pinlari.

7 -qadam: Dastur

ORG 000H

Boshlash:

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

OXIRI

8 -qadam: tenglikni ishlab chiqarish

PCB ishlab chiqarish 4 bosqichda yakunlandi:

1. Komponentlar sxemasini loyihalash

2. PCB sxemasini loyihalash

3. Burg'ulash

4. PCBni qirib tashlash

PCB komponentlari Orcad Capture dasturi yordamida o'rnatildi va ulanishlarni loyihalash uchun Orcad Layout -ga import qilindi. Keyin tartib tozalangan mis taxtaga bosib chiqarish uchun aks ettirilgan. Bosib chiqarilgandan so'ng (biz oq qog'ozga maketni chop etish uchun chang bo'yoq asosidagi printerdan foydalanganmiz va mis taxtasi yuzasiga taassurot qoldirish uchun temir qutidan foydalanganmiz. Qo'shimcha mis temir xlorid eritmasi yordamida o'yilgan. katalizator sifatida oz miqdordagi xlorid kislotasi ishlatilgan. Taxtani to'g'ri gravitatsiyalashganidan so'ng, teshiklar qo'lda ishlaydigan PCB matkap yordamida burg'ilandi. Komponentlar sotib olindi va taxtaga ehtiyotkorlik bilan lehimlandi. IC ga kelsak, birinchi navbatda qarshiliklar lehimlangan. unga IC joylashtirilgan.

9 -qadam: sinov

Robot kutilganidek ishlashi uchun biz robotni qabul qilgich sifatida ishlatgan NokiaC1-02 mobil telefonida avtomatik javob berishni yoqdik. Shunday qilib, kimdir bu raqamga qo'ng'iroq qilsa, uyali telefon avtomatik ravishda javob beradi. Qo'ng'iroqchi ohang tugmachasini bosganda, qabul qilgich telefonni qabul qiladi va uni audio chiqish orqali DTMF dekoderiga yuboradi. Dekoder bosilgan kalitni ochadi va 89C51 mikrokontrolleriga xabar beradi. Keyin mikrokontroller robot haydovchilari orqali robotga tegishli boshqaruv buyruqlarini beradi.

10 -qadam: Adabiyotlar

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