手機基于DTMF控制器控制機器人車輛

在這個項目中，我將向你展示如何設計一個可以用電話控制的簡單機器人車。這個項目被稱為 "DTMF控制的機器人"，不使用微控制器。

簡介

DTMF是Dual Tone Modulation Frequency的首字母縮寫。本文對基于DTMF技術的機器人車進行了解釋。這里，是一個不使用微控制器就能操作機器人的電路。這個電路由簡單的DTMF音頻解碼器和一個電機驅(qū)動IC組成。

當我們的手機按下一個鍵時，會產(chǎn)生一個音調(diào)，它是兩個頻率的組合。在這兩個頻率中，一個是高頻率，另一個是低頻率。這個頻率可以由解碼器IC解碼為二進制序列。使用這個二進制序列，機器人被控制。

基于DTMF的機器人車輛電路原理

基于DTMF的機器人車電路由DTMF解碼器IC、電機驅(qū)動器IC(L293D或L298N)、電機和一個簡單的機器人底盤組成，以容納所有這些部件。

使用的DTMF解碼器IC是HT9170B（實際上使用的是一種叫做CM8870的變體，但功能是一樣的）。它有18個引腳。來自DTMF編碼器的音調(diào)被賦予DTMF解碼器IC。解碼器IC內(nèi)部由運算放大器組成，其輸出被賦予預濾波器以分離低頻和高頻。然后，它被傳遞到代碼檢測器電路，并將傳入的音調(diào)解碼為4比特的二進制數(shù)據(jù)。這個數(shù)據(jù)在輸出端直接給到驅(qū)動IC，以驅(qū)動兩個電機。這些電機根據(jù)解碼后的輸出進行旋轉(zhuǎn)。

下圖顯示了對應于鍵盤上按下的按鍵的二進制解碼輸出。

DTMF解碼后的頻率輸出表

如果從手機上按下的按鍵是'8'，它給出的解碼輸出是'1000'（按Q1、Q2、Q3和Q4的順序）。因此，連接到前兩個引腳（OUT1和OUT2）的電機將旋轉(zhuǎn)，第二個電機保持關閉。因此，機器人在一個方向上移動，要么向左要么向右。如果機器人要向前或向后旋轉(zhuǎn)，那么二進制值應該是'0101'或'1010'。這些值表明，兩個電機在同一方向上旋轉(zhuǎn)，即要么向前，要么向后。上表給出了在鍵盤上按下的每個按鈕的低頻、高頻和二進制輸出值。

無微控制器的DTMF控制機器人的電路圖

電路元件

DTMF解碼器IC (HT9170B 或 CM8870)

電機驅(qū)動IC (L293D或L298N)

電機

電阻器 - 100KΩ x 2, 330KΩ

電容 - 100nF x 2, 22pF x 2 

水晶 - 3.58MHz

機器人底盤

電池

注意事項

如前所述，這里使用的DTMF解碼器IC是CM8870。但電路圖中提到的DTMF解碼器是HT9170B。由于引腳是一樣的，所以不會有任何問題。但請參考數(shù)據(jù)手冊。

另外，電路圖中提到馬達驅(qū)動器是L293D，但這里使用的馬達驅(qū)動器是L298N。請參考數(shù)據(jù)手冊中的引腳圖。

DTMF控制的機器人電路設計

該電路的主要部件是DTMF解碼器IC，電機驅(qū)動器IC和電機。這里使用的解碼器IC是CM8870 IC。解碼器IC的第二個引腳是一個運算放大器的反相引腳。

音調(diào)通過一系列的電容和電阻被施加到IC上。運算放大器的輸出通過IC的GS引腳進行反饋。一個外部晶體被連接到IC的第7和第8個引腳。

所用的電機驅(qū)動IC是L298N。它有15個引腳。如果你使用一個模塊，那么將解碼器IC的輸出連接到IN1, IN2, IN3和IN4。電機則連接到OUT1、OUT2和OUT3、OUT4。

如何操作基于DTMF的機器人車？

機械地安排機器人，即把輪子和馬達連接起來，把電路放在機器人上，并把手機固定在上面。

現(xiàn)在用你的手機按'5'，機器人開始向前移動。

現(xiàn)在從你的手機上按下'0'，機器人開始向后移動。

現(xiàn)在按'2'鍵，機器人向左旋轉(zhuǎn)。

現(xiàn)在按'8'可以使機器人向右旋轉(zhuǎn)。

DTMF控制的機器人車輛電路應用

經(jīng)過輕微修改的DTMF機器人可以用于工業(yè)應用中。

帶有人體探測傳感器的DTMF機器人可以在地震等災害發(fā)生時用來探測建筑物下的人。

帶有攝像頭的DTMF機器人可以用于監(jiān)控系統(tǒng)。

DTMF控制的機器人車輛的局限性

如果在沒有信號的情況下與另一個手機一起操作，DTMF機器人可能無法正常工作。

只能使用具有特殊插口的手機。