移動音樂機器人設計方案解析

電路利用麥克風采集聲音信號，然后利用LM324 對采集來的信號進行比例放大，放大的比例為100 倍，然后接過兩個1N5819 和一個104 獨石電容進行包絡線檢測，最后利用LM358 作為電壓比較器，利用1 K 電阻和880Ω電阻分壓獲得比較電壓值，其電路如圖5 所示。

機器人的移動采用驅動直流電機帶動輪子轉動實現(xiàn)，即控制直流電機的正反轉和速度，系統(tǒng)直流電機驅動芯片采用SGS 公司的L298N,內部有4 通道邏輯驅動電路。用三極管組成H 型平衡橋，驅動功率大，驅動能力強。同時H 型PWM 電路工作在晶體管的飽和狀態(tài)與截止狀態(tài)，具有非常高的效率。

圖5 拍手信號捕獲電路

電機的轉速取決于3 個因素：負載、電壓和電流。對于一個給定的負載，可以通過脈沖寬度調制的方法來使電機保持穩(wěn)定的速度。通過改變施加在直流電機上的脈沖寬度，可以增加或減小電機的轉速。調整脈沖寬度，即改變占空比，調整電機的速度。驅動板采用6 個高速光耦6N137 實現(xiàn)驅動電路與邏輯電路的隔離，這樣可以有效地避免驅動電路與邏輯電路之間的相互干擾。驅動板的電路原理圖如圖6 所示。

圖6 直流電機驅動電路

通過軟件編程可以自由改變單片機兩路PWM脈沖信號的占空比，電機的A 端連接PWM 脈沖信號，電機的B 端連接單片機的一個I/O 引腳。當這個I/O 引腳置1 時，電流從電機的B 端流向電機的A 端;當這個I/O 引腳置0 時，電流從電機的A 端流向電機的B 端，這樣電機就可以改變電機旋轉方向，同時控制PWM 脈沖信號的占空比值還可以改變電機旋轉速度，實現(xiàn)轉向和轉速的控制。通過I/O引腳控制電機旋轉方向的示意圖如圖7 所示。

圖7 I/O 引腳控制電機旋轉示意