Уюлдук телефондун көзөмөлүндөгү робот үчүн PCB дизайны: 10 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Мен бул долбоорду 2012 -жылы кичинекей долбоорум катары жасадым. Бул долбоор адамдардын түздөн -түз кийлигишүүсүз коркунучтарды нейтралдаштыруу ыкмасынын зарылчылыгынан шыктандырылган. Ошол кезде менин өлкөм зордук -зомбулуктан катуу жабыркады, бул мени иштеп чыгууга түрткү берди жана каалаган мобилдик телефон менен иштей турган робот унаасы. Робот DTMF аудио жыштыктары аркылуу башкарылат, ал 2G түйүндөрүндө дагы кеңири иштөө мүмкүнчүлүгүн берет. Бул көрсөтмөдө мен ПХБ дизайнына көбүрөөк көңүл бурам.

Жабдуулар

M8870 DTMF декодер

89C51Микроконтроллер

L293D мотор айдоочу

DC Motors

Робот машинанын шасси

Чөнтөк телефон

5v жөнгө салынуучу электр менен камсыздоо

1 -кадам: Негизги структура

Келгиле, роботтун негизги түзүлүшүн карап көрөлү.

Ал жерде көрсөтүлгөн мобилдик телефон роботту башкаруу үчүн колдонулат. Биз роботтун ичине коюлган телефонго чалуу жасайбыз, робот андан кийин чакырууну автоматтык түрдө кабыл алат, андан кийин биз аны менен байланышкан микроконтроллердин жардамы менен башкарылган роботтун кыймылын көзөмөлдөө үчүн ар бир баскычты басуубуз керек. Роботту тышкы абалга которгучтун жардамы менен баштапкы абалга келтирсе болот. Ар бир которуу ар бир операцияга бөлүнөт. Роботтун кыймылына туура келген баскыч басылганда, DTMF декодери ресиверде пайда болгон обонду чечет жана экилик кодду микроконтроллерге жөнөтөт. Микроконтроллер кыймылга туура келген экилик коддор табылганда, микроконтроллер мотор драйверине тиешелүү бинардык киришти бере тургандай программаланган. Мотор айдоочу сигналды чечмелеп берет жана моторго тиешелүү чыңалууларды берет, ошону менен аны алмаштырат жана моторду тиешелүү багытта айландырат.

2 -кадам: DTMF ДЕКОДЕРИ

M8870-бул DTMF алуучусу, ал экиге бөлүнгөн чыпканы жана декодердин функцияларын бир 18-пин DIP же SOIC пакетине бириктирет. CMOS процесс технологиясын колдонуу менен өндүрүлгөн M-8870 аз энергия керектөөнү (35 мВт макс) жана так маалыматтарды иштетүүнү сунуштайт. Анын чыпкасы бөлүмү жогорку жана төмөнкү топ чыпкалары үчүн жана терүү үнүн четке кагуу үчүн которулган конденсатор технологиясын колдонот. Анын декодери санариптик саноо ыкмаларын колдонуп, бардык 16 DTMF тон түгөйлөрүн 4 биттик кодго ачат жана коддон чыгарат. Тышкы компоненттердин саны чипте дифференциалдуу киргизүү күчөткүчүнүн, саат генераторунун жана три-штат интерфейсинин шинасынын берилиши менен азайтылат. Минималдуу тышкы компоненттерге төмөн баадагы 3.579545 МГц түстөгү кристалл, убакыт каршылыгы жана убакыт конденсатору кирет. M-8870-02 "өчүрүү" опциясын камсыз кылат, ал иштетилгенде, керектөөнү 0,5 мВтка чейин түшүрөт. M-8870-02, ошондой эле төртүнчү мамычалардын сандарын чечүүгө тоскоол болот.

M8870 өзгөчөлүктөрү:

• Толук DTMF алуучу
• Төмөн электр керектөө (35mw)
• Ички пайда орнотуучу күчөткүч
• Жөнгө салынуучу алуу жана чыгаруу убактысы
• Борбордук офистин сапаты
• Өчүрүү режими (5 мВт)
• Жалгыз 5 Вольттук электр менен камсыздоо
• Терүү үнүн басуу
• Тыюу салуу режими

DTMF техникасы телефондо 16 жалпы тамгалык-сандык белгилердин (0-9, A-D, *, #) айырмаланган түрүн чыгарат. Эң төмөнкү жыштык 697 Гц жана эң жогорку жыштык 1633 Гц. DTMF баскычтобу ар бир саптын уникалдуу обон жыштыгына, ошондой эле ар бир мамычанын өзүнүн уникалдуу обон жыштыгына ээ боло тургандай уюштурулган. Жогоруда типтүү DTMF баскычтобунун жана ага байланыштуу катар/мамычанын жыштыктарынын көрүнүшү. Баскычты басуу менен, мисалы, 5, төмөнкү топ үчүн 770 Гц жана жогорку топ үчүн 1336 Гцтен турган кош тон жаратат.

3 -кадам: 89C51 MICROCONTROLLER

Бул жерде биз колдонгон микроконтроллер AT89C51. AT89C51-бул аз кубаттуулуктагы, CMOSтун 8 биттик микрокомпьютери, 8К байт программалуу жана өчүрүлүүчү окуу үчүн гана эс тутуму (PEROM). Түзмөк Атмелдин жогорку тыгыздыктагы эс тутум технологиясын колдонуу менен өндүрүлгөн жана 80C51 жана 80C52 индустриялык стандарттарына ылайык келет. Бул талаптарга ылайык программалана турган контролдук бирдик. Бул долбоордо ал аныкталган тонусуна туура келген экилик кодду кабыл алат жана моторлорду башкаруучу экилик код айдоочу ICге жөнөтүлөт.

Өзгөчөлүктөрү:

• ATMELдин продукциясы
• Окшош 8051
• 8-биттик микроконтроллер
• EPROM же FLASH эс тутумун колдонот
• Бир нече убакыт программалуучу (MTP)

ATMEL89C51де I/O, RD, WR, дарек жана үзгүлтүктөр сыяктуу ар кандай функцияларга арналган жалпы 40 пин бар. 40 казыктан 32 порту бар P0, P1, P2 жана P3 портторуна бөлүнөт, мында ар бир порт 8 казыкты алат. Калган казыктар Vcc, GND, XTAL1, XTAL, RST, EA жана PSEN катары белгиленген. PSEN жана ALEден башка бул пиндердин бардыгын 8051 жана 8031 үй -бүлөлөрдүн бардык мүчөлөрү колдонушат.

4 -кадам: L293D MOTOR DRIVER

Эки мотор L293D мотор айдоочусу IC менен башкарылат. L293D-бул чыңалуусу 4,5-36 вольт болгон 600мАга чейин токту башкара ала турган төрт тараптуу H-көпүрөлүү эки багыттуу мотор айдоочусу IC. Бул чакан DC-Geared моторлорун, биполярдык тепкич моторун ж.

L293D өзгөчөлүктөрү:

• Каналга 600ма чыгаруу учурдагы мүмкүнчүлүгү
• 1.2А чокуга чыгуу агымы (кайталанбаган) бир канал үчүн
• FacilityOver температурасынан коргоону иштетүү
• Логикалык "0" кирүү чыңалуусу 1,5 в чейин (Жогорку ызы -чуу иммунитети)
• Ички кысуучу диоддор

L293D - бул төрт эсе жогорку токтун H дисктери. L293D 4.5Втан 36 Вга чейинки чыңалууда 600 мАга чейин эки багыттуу диск агымын камсыз кылуу үчүн иштелип чыккан. Эки диск тең реле, электромагниттик, DC жана биполярдык тепкич мотору, ошондой эле жогорку ток/ оң камсыздоо колдонмолорунда жогорку чыңалуу жүктөмдөрү. L293D күчөткүчтөрү жана чыгуучу коргоо схемалары бар төрт кирүүдөн турат. Дисктер жуп менен иштетилет, 1 жана 2 дисктер 1, 2 EN жана 3 & 4 дисктер 3, 4 EN тарабынан иштетилген. Киргизүү мүмкүнчүлүгү жогору болгондо, байланышкан драйвер иштетилет жана алардын чыгуулары активдүү жана этапта кириштери менен.

5 -кадам: Электр менен камсыздоо бирдиги

Төмөн кызмат DC батареялары 5V- 9V тиешелүү чыңалуу рейтинги жана максималдуу ток менен келет. 1000mA. Туруктуу DC чыңалуусун алуу үчүн чыңалуу жөндөгүчтөрү колдонулган. Чыңалуу жөнгө салуучу ICлер туруктуу (адатта 5, 12 жана 15V) же өзгөрүлмө чыгуу чыңалуусу менен жеткиликтүү. Алар ошондой эле өтө турган эң жогорку ток менен бааланат. Негизги чыңалуу жөндөгүчтөрү бар, негизинен кош камсыздоодо колдонулат. Көпчүлүк жөнгө салуучулар ашыкча токтон ("ашыкча жүктөөдөн коргоо") жана ашыкча ысып кетүүдөн ("жылуулук коргоо") кээ бир автоматтык коргоону камтыйт. Туруктуу чыңалуу жөнгө салуучу ICлердин көбүнүн 3 учу бар жана оңдо көрсөтүлгөн 7805 (+5V, 1A) жөнгө салуучу сыяктуу транзисторлорго окшош. Алар керек болсо жылыткычты орнотуу үчүн тешикти камтыйт.

6 -кадам: Программалоо

Keil uVision программасы 89C51 программасын иштеп чыгуу үчүн колдонулган жана Orcad Capture / Layout биздин жеке ПКБны иштеп чыгуу жана даярдоо үчүн колдонулган.

MT8870 сериясынын бардык түрлөрү санариптик эсептөө ыкмаларын колдонуп, бардык 16 DTMF тон түгөйлөрүн 4-бит коддуу чыгарууга чечмелейт. Камтылган терүү үнүн четке кагуу схемасы, качан алдын ала чыпкалоо муктаждыгын жок кылат

кирүү сигналы 2-пинде (IN-) берилген, бирдиктүү киргизүү конфигурациясы эффективдүү деп табылган, DTMF тонусунун туура 4-разряддуу сигналы Q1 (pin11) аркылуу Q 4 (pin 14) аркылуу кирүү казыктары P1.0 (пин 1) 891 C51 IC портунун P1.3 (пин 4). AT89C51 - көзөмөлдөөчү блок. Бул долбоордо ал аныкталган тонусуна туура келген экилик кодду кабыл алат жана моторлорду башкаруучу экилик код айдоочу ICге жөнөтүлөт. Микроконтроллердин P2.0 - P2.3 порт казыктарынан чыккан чыгымдар, тиешелүүлүгүнө жараша, L293D мотор айдоочусунун IN4 аркылуу IN1 киришине берилет, эки тиштүү DC моторун айдаш үчүн. Кол менен баштапкы абалга келтирүү которгучу да колдонулат. Микроконтроллердин чыгышы DC кыймылдаткычтарын иштетүү үчүн жетишсиз, андыктан мотордун айлануусу үчүн учурдагы драйверлер талап кылынат. L293D төрт айдоочудан турат. IN1 аркылуу IN4 жана 4 аркылуу pin1, тиешелүүлүгүнө жараша, айдоочу1дин айдоочусуна4 кирүү жана чыгуу пиндери болуп саналат.

7 -кадам: Программа

ORG 000H

БАШТОО:

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

АЯКТА

8 -кадам: PCB FABRICATION

ПХБ түзүү 4 этап менен аяктады:

1. Компоненттердин жайгашуусун долбоорлоо

2. PCB макетин долбоорлоо

3. Бургулоо

4. ПХБны кесүү

PCB компоненттери Orcad Capture программасын колдонуу менен орнотулган жана байланыштарды иштеп чыгуу үчүн Orcad Layoutко импорттолгон. Кийин макет тазаланган жез тактайга басып чыгаруу үчүн күзгүгө түшүрүлгөн. Басып чыккандан кийин (биз макетти ак кагазга басып чыгаруу үчүн боёкко негизделген принтерди колдонгонбуз жана темир кутучаны колдонуп, жез тактайдын бетине жылытуу үчүн таасир калтырдык. Кошумча жез темир хлоридинин эритмеси менен чегилген. туз кислотасынын бир аз өлчөмү катализатор катары колдонулган. Такта тийиштүү түрдө чегилгенден кийин тешиктерди колдогу ПХБнын бургучу менен бургулашкан. Компоненттер сатылып алынган жана тактага кылдаттык менен кошулган. ICлерге келсек, карама -каршылыктар биринчи жолу ширетилген ага ICлер коюлган.

9 -кадам: Тестирлөө

Робот күтүлгөндөй иштеши үчүн, биз роботтун ресивери катары колдонгон NokiaC1-02 мобилдик телефону боюнча автоматтык жооп берүүнү иштеттик. Ошентип, кимдир бирөө бул номерге чалганда, уюлдук телефон автоматтык түрдө жооп берет. Чалуучу обон которгучту басканда, алуучунун телефону аны кабыл алат жана аудио аркылуу DTMF декодерине жөнөтөт. Дешифратор басылган ачкычтын кодун чечет жана 89C51 микроконтроллерине кабар берет. Микроконтроллер мотор драйверлери аркылуу роботко тиешелүү башкаруу буйруктарын берет.

10 -кадам: Шилтемелер

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