Robot ovládaný systémem Android pomocí mikrokontroléru 8051

V tomto projektu postavíme robota ovládaného telefonem Android pomocí mikrokontrolérů 8051 a modulu Bluetooth. Robot je navržen pomocí stejnosměrných motorů a směr stejnosměrných motorů bude řízen příkazy přijatými z aplikace pro Android. Stav robota se odešle zpět do aplikace pro Android. Tento projekt také pomůže při propojení modulu Bluetooth HC-05 s 8051 mikrokontroléry. Modul Bluetooth jsme již používali k ovládání domácích spotřebičů s 8051.

Požadované komponenty:

• 8051 mikrokontrolér (AT89S52)
• Modul Bluetooth HC-05
• Ovladač motoru L293D
• Robotický podvozek
• Stejnosměrné motory (2)
• Kolečka (2)
• Kolečko
• Propojovací vodiče
• Aplikace Bluetooth pro Android

Kruhový diagram:

Mikrokontrolér 8051:

Mikrokontrolér 8051 je 8bitový mikrokontrolér, který má 128 bajtů paměti RAM na čipu, 4 bajty paměti ROM na čipu, dva časovače, jeden sériový port a čtyři 8bitové porty. Mikrokontrolér 8052 je rozšířením mikrokontroléru 8051. V tomto projektu používáme mikrokontrolér AT89S52. Níže uvedená tabulka ukazuje srovnání 8051 členů rodiny.

Vlastnosti	8051	8052
ROM (v bajtech)	4K	8 tis
RAM (bajty)	128	256
Časovače	2	3
I / O piny	32	32
Sériový port	1	1
Přerušit zdroje	6	8

Modul Bluetooth HC-05:

HC-05 je sériový modul Bluetooth. Lze jej konfigurovat pomocí AT příkazů. Může pracovat ve třech různých konfiguracích (Master, Slave, Loop back). V našem projektu to použijeme jako otroka. Mezi vlastnosti modulu HC-05 patří:

• Typická citlivost -80 dBm.
• Výchozí přenosová rychlost: 9600 b / s, 8 datových bitů, 1 stop bit, žádná parita.
• Automatické párování kódu PIN: výchozí kód PIN „1234“
• Má 6 kolíků.
• Pro napájení HC-05 se používají kolíky Vcc a Gnd.
• Kolíky Tx a Rx se používají pro komunikaci s mikrokontrolérem.
• Povolte kolík pro aktivaci modulu HC-05. když je nízká, modul je deaktivován
• Stavový stavový indikátor funguje. Pokud není spárováno / připojeno k žádnému jinému zařízení Bluetooth, LED bliká nepřetržitě. Pokud je zařízení připojeno / spárováno s jakýmkoli jiným zařízením Bluetooth, LED dioda bliká s konstantním zpožděním 2 sekundy.

Integrovaný obvod ovladače motoru L293D:

L293D je integrovaný obvod ovladače motoru s dvojitým H-můstkem. Funguje jako proudový zesilovač, výstup L293D pohání stejnosměrné motory. Obsahuje dva zabudované obvody H-můstku. V běžném provozním režimu může řídit dva stejnosměrné motory současně v obou směrech. Níže uvedená tabulka zobrazuje popis pinů L293D IC. Zde jsou některé projekty využívající ovladač motoru L293D.

Popis kolíku

PIN č.	název	Funkce
1	Povolit 1,2	Uvolněte kolík pro motor 1
2	Vstup 1	Vstup 1 pro motor 1
3	Výstup 1	Výstup 1 pro motor 1
4	Gnd	Uzemnění (0 V)
5	Gnd	Uzemnění (0 V)
6	Výstup 2	Výstup 2 pro motor 1
7	Vstup 2	Vstup 2 pro motor 1
8	Vcc 2	Napájecí napětí pro motory (5V)
9	Povolit 3,4	Uvolněte kolík pro motor 1
10	Vstup 3	Vstup 1 pro motor 2
11	Výstup 4	Výstup 1 pro motor 2
12	Gnd	Uzemnění (0 V)
13	Gnd	Uzemnění (0 V)
14	Výstup 4	Výstup 2 pro motor 2
15	Vstup 4	Vstup 2 pro motor 2
16	Vcc 1	Napájecí napětí (5V)

Práce s robotem ovládaným telefonem Android:

V tomto robotovi ovládaném chytrým telefonem odesílá uživatel aplikace pro Android data do mikrokontroléru 8051 prostřednictvím modulu HC-05. Přijatá data jsou porovnána v mikrokontroléru 8051 a podle toho je rozhodnuto. Níže uvedená tabulka ukazuje směr motorů a stav robota pro různé přijaté znaky.

Přijatý znak	Motor 1	Motor 2	Stav robota
F	Vpřed	Vpřed	Posune se vpřed
b	Zpět	Zpět	Posune se dozadu
r	Vpřed	Zpět	Pohybuje se doprava
l	Zpět	Vpřed	Přesune se doleva
s	Vypnuto	Vypnuto	Zastavil

Aplikace terminálu Bluetooth nám umožňuje emulovat terminál Bluetooth. Tato aplikace podporuje obousměrnou komunikaci a tato aplikace je kompatibilní s většinou zařízení.

Níže uvedené kroky ukazují, jak nainstalovat a používat tuto aplikaci.

1. Stáhněte a nainstalujte si aplikaci Bluetooth Terminal do telefonu Android. Aplikaci lze stáhnout z níže uvedeného odkazu.

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

2. Po instalaci aplikace ji otevřete a zapněte Bluetooth.

3. Vyberte zařízení a klikněte na možnost připojení. Po úspěšném připojení můžeme začít odesílat data do modulu HC-05.

Podle níže uvedeného Vysvětlení kódu uvidíte, jak je znak odesílán a přijímán mikrokontrolérem 8051 za účelem otáčení požadovaných motorů.

Vysvětlení kódu:

Kompletní program C a ukázkové video pro tento projekt jsou uvedeny na konci tohoto projektu. Kód je rozdělen na malé smysluplné bloky a je vysvětleno níže.

Pro rozhraní L293D s mikrokontroléry 8051 musíme definovat piny, na kterých je L293D připojen k mikrokontroléru 8051. Pin In1 motoru 1 je připojen k P2.0, Pin In2 motoru 1 je připojen k P2.1, Pin In1 motoru 2 je připojen k P2.2, Pin In2 motoru 2 je připojen k P2.3

sbit m1f = P2 ^ 0; // in1 pin motoru 1 sbit m1b = P2 ^ 1; // in2 pin motoru 1 sbit m2f = P2 ^ 2; // in1 pin motoru2 sbit m2b = P2 ^ 3; // in2 pin motoru2

Dále musíme definovat některé funkce, které se v programu používají. Funkce zpoždění se používá k vytvoření zadaného časového zpoždění. Funkce Txdata se používá k přenosu dat přes sériový port. Funkce Rxdata se používá k příjmu dat ze sériového portu.

void delay (unsigned int); // funkce pro vytvoření zpoždění char rxdata (void); // funkce pro příjem znaku přes sériový port 8051 void txdata (unsigned char); // funkce pro odeslání znaku přes sériový port 8051

V této části kódu budeme konfigurovat mikrokontrolér 8051 pro sériovou komunikaci. Registr TMOD je načten 0x20 pro časovač 1, režim 2 (automatické opětovné načtení). Registr SCON je načten 0x50 pro 8 datových bitů, 1 stop bit a příjem povolen. Registr TH1 je načten 0xfd pro přenosovou rychlost 9600 bitů za sekundu. TR1 = 1 se používá ke spuštění časovače.

TMOD = 0x20; SCON = 0x50; TH1 = 0xfd; TR1 = 1; V této části kódu je vrácený znak funkce rxdata uložen v proměnné 's' pro další použití.

s = rxdata (); // příjem sériových dat z modulu bluetooth hc-05

V této části kódu musíme porovnat přijatý znak s předem přiřazenými znaky pro různé směry. Pokud je přijímaný znak „f“, musí se robot pohybovat dopředu. Toho je dosaženo tím , že kolíky m1f, m2f jsou vysoké a kolíky m1b, m2b nízké. Jakmile je toto hotovo, musíme poslat stav robota do aplikace pro Android. To se provádí pomocí funkce txdata . Stejný proces se opakuje pro různé přijaté postavy a podle toho se přijímá rozhodnutí. Tabulka 1 ukazuje různé hodnoty m1f, m1b, m2f, m2b pro různé směry pohybu robota.

if (s == 'f') // posunout oba motory dopředu {m1f = 1; zpoždění (1); mlb = 0; zpoždění (1); m2f = 1; zpoždění (1); m2b = 0; zpoždění (1); for (i = 0; msg1! = '\ 0'; i ++) // odeslání stavu robota do aplikace pro Android prostřednictvím bluetooth {txdata (msg1); }}

m1f	m1b	m2f	m2b	Otáčení motoru 1	Rotace motoru 2	Stav robota
1	0	1	0	vpřed	vpřed	Pohyb vpřed
0	1	0	1	zvrátit	zvrátit	Pohyb vzad
1	0	0	1	vpřed	zvrátit	Pohybuji se doprava
0	1	1	0	zvrátit	vpřed	Pohyb doleva
0	0	0	0	zastavil	zastavil	zastavil

To znamená, že můžete robotickým vozem otáčet jakýmkoli směrem ovládáním čtyř motorů pomocí mikrokontroléru 8051. Tento robot lze také ovládat pomocí DTMF s 8051, pokud nemáte telefon s Androidem.

Zde také zkontrolujte všechny projekty robotiky.