หุ่นยนต์ควบคุม Android โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051

ในโครงการนี้เราจะสร้างหุ่นยนต์ควบคุมโทรศัพท์ Android โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051และโมดูลบลูทู ธ หุ่นยนต์ได้รับการออกแบบโดยใช้มอเตอร์กระแสตรงและทิศทางของมอเตอร์กระแสตรงจะถูกควบคุมโดยคำสั่งที่ได้รับจากแอปพลิเคชัน Android สถานะของหุ่นยนต์จะถูกส่งกลับไปที่แอป Android โครงการนี้จะช่วยในการเชื่อมต่อโมดูลบลูทู ธ HC-05 กับไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 เราใช้โมดูลบลูทู ธ เพื่อควบคุมเครื่องใช้ภายในบ้านด้วย 8051 แล้ว

ส่วนประกอบที่ต้องการ:

• ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 (AT89S52)
• โมดูลบลูทู ธ HC-05
• L293D ขับมอเตอร์
• แชสซีหุ่นยนต์
• มอเตอร์กระแสตรง (2)
• ล้อ (2)
• ล้อเลื่อน
• สายจัมเปอร์
• แอพ Android Terminal Bluetooth

แผนภูมิวงจรรวม:

ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051:

ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตซึ่งมี 128 ไบต์บนชิป RAM, 4K ไบต์ของชิป ROM, ตัวจับเวลาสองตัว, พอร์ตอนุกรมหนึ่งพอร์ตและพอร์ต 8 บิตสี่พอร์ต ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8052 เป็นส่วนขยายของไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 ในโครงการนี้เราใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์AT89S52 ตารางด้านล่างแสดงการเปรียบเทียบสมาชิกในครอบครัว 8051 คน

ลักษณะเฉพาะ	8051	8052
ROM (เป็นไบต์)	4K	8K
RAM (ไบต์)	128	256
ตัวจับเวลา	2	3
หมุด I / O	32	32
พอร์ตอนุกรม	1	1
ขัดจังหวะแหล่งที่มา	6	8

HC-05 โมดูลบลูทู ธ:

HC-05 เป็นโมดูลบลูทู ธ แบบอนุกรม สามารถกำหนดค่าได้โดยใช้คำสั่ง AT สามารถทำงานในการกำหนดค่าที่แตกต่างกันสามแบบ (Master, Slave, Loop back) ในโครงการของเราเราจะใช้มันเป็นทาส คุณสมบัติของโมดูล HC-05 ประกอบด้วย

• ความไว -80dBm ทั่วไป
• อัตราการส่งข้อมูลเริ่มต้น: 9600bps, 8 บิตข้อมูล, 1 บิตหยุด, ไม่มีความเท่าเทียมกัน
• รหัสพินจับคู่อัตโนมัติ: รหัสพินเริ่มต้น“ 1234”
• มี 6 พิน
• หมุด Vcc และ Gnd ใช้สำหรับเปิดเครื่อง HC-05
• หมุด Tx และ Rx ใช้สำหรับสื่อสารกับไมโครคอนโทรลเลอร์
• เปิดใช้งานพินเพื่อเปิดใช้งานโมดูล HC-05 เมื่ออยู่ในระดับต่ำโมดูลจะถูกปิดใช้งาน
• หมุดสถานะทำหน้าที่แสดงสถานะ เมื่อไม่ได้จับคู่ / เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ Bluetooth อื่นไฟ LED จะกะพริบอย่างต่อเนื่อง เมื่อเชื่อมต่อ / จับคู่กับอุปกรณ์ Bluetooth อื่น ๆ แล้วไฟ LED จะกะพริบพร้อมกับความล่าช้าคงที่ 2 วินาที

L293D มอเตอร์ขับ IC:

L293D เป็นไอซีขับมอเตอร์สะพาน H คู่ ทำหน้าที่เป็นแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบันเอาต์พุตของ L293D ขับเคลื่อน DC Motors ประกอบด้วยวงจร H-bridge ในตัวสองวงจร ในโหมดการทำงานทั่วไปสามารถขับเคลื่อนมอเตอร์ dc สองตัวพร้อมกันได้ทั้งสองทิศทาง ตารางด้านล่างแสดงคำอธิบายพินของ L293D IC นี่คือโครงการบางส่วนที่ใช้ L293D Motor Driver

คำอธิบายพิน

หมายเลขพิน	ชื่อ	ฟังก์ชัน
1	เปิดใช้งาน 1,2	เปิดใช้งานพินสำหรับมอเตอร์ 1
2	อินพุต 1	อินพุต 1 สำหรับมอเตอร์ 1
3	เอาต์พุต 1	เอาต์พุต 1 สำหรับมอเตอร์ 1
4	Gnd	กราวด์ (0V)
5	Gnd	กราวด์ (0V)
6	เอาต์พุต 2	เอาต์พุต 2 สำหรับมอเตอร์ 1
7	อินพุต 2	อินพุต 2 สำหรับมอเตอร์ 1
8	Vcc 2	แรงดันไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์ (5V)
9	เปิดใช้งาน 3,4	เปิดใช้งานพินสำหรับมอเตอร์ 1
10	อินพุต 3	อินพุต 1 สำหรับมอเตอร์ 2
11	เอาต์พุต 4	เอาต์พุต 1 สำหรับมอเตอร์ 2
12	Gnd	กราวด์ (0V)
13	Gnd	กราวด์ (0V)
14	เอาต์พุต 4	เอาต์พุต 2 สำหรับมอเตอร์ 2
15	อินพุต 4	อินพุต 2 สำหรับมอเตอร์ 2
16	Vcc 1	แรงดันไฟฟ้า (5V)

การทำงานของหุ่นยนต์ควบคุมโทรศัพท์ Android:

ในหุ่นยนต์ควบคุมสมาร์ทโฟนนี้ผู้ใช้แอพ android จะส่งข้อมูลไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 ผ่านโมดูล HC-05 ข้อมูลที่ได้รับจะถูกเปรียบเทียบในไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 และทำการตัดสินใจตามนั้น ตารางด้านล่างแสดงทิศทางของมอเตอร์และสถานะของหุ่นยนต์สำหรับอักขระที่ได้รับที่แตกต่างกัน

ตัวละครที่ได้รับ	มอเตอร์ 1	มอเตอร์ 2	สถานะของหุ่นยนต์
ฉ	ส่งต่อ	ส่งต่อ	เลื่อนไปข้างหน้า
ข	ย้อนกลับ	ย้อนกลับ	เลื่อนไปข้างหลัง
ร	ส่งต่อ	ย้อนกลับ	เลื่อนไปทางขวา
ล	ย้อนกลับ	ส่งต่อ	เลื่อนไปทางซ้าย
s	ปิด	ปิด	หยุดแล้ว

สถานีบลูทู ธ app ที่ช่วยให้เราที่จะเลียนแบบสถานีบลูทู ธ แอพนี้รองรับการสื่อสารแบบสองทิศทางและแอพนี้เข้ากันได้กับอุปกรณ์ส่วนใหญ่

ขั้นตอนด้านล่างแสดงวิธีการติดตั้งและใช้แอพนี้

1. ดาวน์โหลดและติดตั้งแอพเทอร์มินัลบลูทู ธ บนโทรศัพท์ Android ของคุณ สามารถดาวน์โหลดแอพได้จากลิงค์ด้านล่าง

play.google.com/store/apps/details?id=ptah.apps.bluetoothterminal

2. หลังจากติดตั้งแอพแล้วให้เปิดแอพและเปิดบลูทู ธ

3. เลือกอุปกรณ์และคลิกที่ตัวเลือกเชื่อมต่อ หลังจากเชื่อมต่อสำเร็จเราสามารถเริ่มส่งข้อมูลไปยังโมดูล HC-05

ตรวจสอบคำอธิบายรหัสด้านล่างเพื่อดูว่าอักขระถูกส่งและรับโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 เพื่อหมุนมอเตอร์ที่ต้องการอย่างไร

คำอธิบายรหัส:

โปรแกรม Cฉบับสมบูรณ์และวิดีโอสาธิตสำหรับโครงการนี้มีให้ในตอนท้ายของโครงการนี้ รหัสจะแบ่งออกเป็นส่วนเล็ก ๆ ที่มีความหมายและอธิบายไว้ด้านล่าง

สำหรับL293D ที่เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051เราต้องกำหนดพินที่ L293D เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 ขาเข้า 1 ขาของมอเตอร์ 1 เชื่อมต่อกับ P2.0, ขาเข้า 2 ของมอเตอร์ 1 เชื่อมต่อกับ P2.1, ขาเข้า 1 ของมอเตอร์ 2 เชื่อมต่อกับ P2.2, ขาเข้า 2 ของมอเตอร์ 2 เชื่อมต่อกับ P2.3

sbit m1f = P2 ^ 0; // in1 พินของ motor1 sbit m1b = P2 ^ 1; // ขาเข้า 2 ขาของ motor1 sbit m2f = P2 ^ 2; // in1 พินของ motor2 sbit m2b = P2 ^ 3; // ขาเข้า 2 ขาของมอเตอร์ 2

ต่อไปเราจะต้องกำหนดฟังก์ชั่นบางอย่างที่ใช้ในโปรแกรม ฟังก์ชัน Delay ใช้เพื่อสร้างการหน่วงเวลาที่ระบุ ฟังก์ชัน Txdata ใช้ในการส่งข้อมูลผ่านพอร์ตอนุกรม ฟังก์ชัน Rxdata ใช้เพื่อรับข้อมูลจากพอร์ตอนุกรม

ความล่าช้าเป็นโมฆะ (int ไม่ได้ลงนาม); // ฟังก์ชันสำหรับสร้างการหน่วงเวลาถ่าน rxdata (โมฆะ); // ฟังก์ชั่นรับอักขระผ่านพอร์ตอนุกรมของ 8051 void txdata (ถ่านที่ไม่ได้ลงชื่อ); // ฟังก์ชันสำหรับส่งอักขระผ่านพอร์ตอนุกรม 8051

ในส่วนของรหัสนี้เราจะไปกำหนดค่า 8051 ไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับการสื่อสารแบบอนุกรม TMOD register ถูกโหลดด้วย 0x20 สำหรับตัวจับเวลา 1, โหมด 2 (โหลดอัตโนมัติ) SCON register โหลดด้วย 0x50 สำหรับ 8 data bits, 1 stop bit และเปิดใช้งาน TH1 register โหลดด้วย 0xfd สำหรับอัตราการส่งข้อมูลที่ 9600 บิตต่อวินาที TR1 = 1 ใช้เพื่อเริ่มจับเวลา

TMOD = 0x20; SCON = 0x50; TH1 = 0xfd; TR1 = 1; ในส่วนนี้ของรหัสอักขระที่ส่งคืนของฟังก์ชัน rxdata จะถูกเก็บไว้ในตัวแปร "s" เพื่อใช้งานต่อไป

s = rxdata (); // รับข้อมูลอนุกรมจากโมดูลบลูทู ธ hc-05

ในส่วนนี้ของรหัสเราต้องเปรียบเทียบอักขระที่ได้รับกับอักขระที่กำหนดไว้ล่วงหน้าสำหรับทิศทางต่างๆ หากตัวละครที่ได้รับคือ 'f' หุ่นยนต์จะต้องเคลื่อนที่ไปข้างหน้า สิ่งนี้ทำได้โดยการทำหมุด m1f, m2f ให้ สูงและ m1b, หมุด m2b ต่ำ เมื่อเสร็จแล้วต่อไปเราจะต้องส่งสถานะของหุ่นยนต์ไปยังแอพ android สิ่งนี้ทำได้ด้วยความช่วยเหลือของฟังก์ชัน txdata กระบวนการเดียวกันนี้ซ้ำแล้วซ้ำอีกสำหรับตัวละครต่างๆที่ได้รับและการตัดสินใจจะดำเนินการตามนั้น ตารางที่ 1 แสดงค่าต่างๆของ m1f, m1b, m2f, m2b สำหรับทิศทางต่างๆของการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์

ถ้า (s == 'f') // เลื่อนมอเตอร์ทั้งสองไปข้างหน้า {m1f = 1; ล่าช้า (1); m1b = 0; ล่าช้า (1); m2f = 1; ล่าช้า (1); m2b = 0; ล่าช้า (1); สำหรับ (i = 0; msg1! = '\ 0'; i ++) // ส่งสถานะของหุ่นยนต์ไปยังแอป Android ผ่านบลูทู ธ {txdata (msg1); }}

m1f	m1b	m2f	ตรม	มอเตอร์ 1 หมุน	มอเตอร์ 2 หมุน	สถานะของหุ่นยนต์
1	0	1	0	ไปข้างหน้า	ไปข้างหน้า	ก้าวไปข้างหน้า
0	1	0	1	ย้อนกลับ	ย้อนกลับ	ย้ายไปข้างหลัง
1	0	0	1	ไปข้างหน้า	ย้อนกลับ	ย้ายไปทางขวา
0	1	1	0	ย้อนกลับ	ไปข้างหน้า	เลื่อนไปทางซ้าย
0	0	0	0	หยุด	หยุด	หยุด

นี่คือคุณสามารถหมุนรถ Robot ไปในทิศทางใดก็ได้โดยควบคุมมอเตอร์ทั้งสี่ตัวโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์8051 หุ่นยนต์นี้สามารถควบคุมได้โดยใช้ DTMF กับ 8051 หากคุณไม่มีโทรศัพท์ Android

ตรวจสอบโครงการ Robotics ทั้งหมดได้ที่นี่