Радиоуправляемый робот-вездеход

 

В данном проекте представлена радиоуправляемая модель, которая имеет три скорости движения вперёд и назад, и осуществляющая повороты посредством остановки двигателей левого или правого борта.

Радиоканал выполнен на микросборке RC1240 (Radiocrafts), которая работает на ISM-частоте 433,05 – 434,79 МГц, и может быть запрограммирована на один из 69 каналов шириной 25 КГц. Потребление тока микросборки в режиме передачи – 30 мА, в режиме приёма и дежурном режиме – менее 1 мА. Радиус действия – 4 км (при прямой радиовидимости).

Принципиальная схема передатчика представлена на Рис.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стабилизатор напряжения 5В выполнен на микросхеме 78L05 – DA2 и конденсаторах С7, С6, СЕ1. Порт RS232 для  программирования RC1240 – DA1 содержит преобразователь MAX 3232 с конденсаторами С1, С2, С3, С4, С5 и разъём DB9F – XP1. При программировании необходимо установить  перемычки Р1, Р2 и снять перемычку Р3. Цепь сброса образована резистором R1, ограничивающим диодом DA3 и конденсатором, определяющим длительность импульса сброса, - С6. Командные кнопки «1»… «11» типа TS-A1PS-130. Команды, выполняемые при нажатии кнопок:

«1» - вперёд,                                                                                                                          

«2» - включён двигатель левого борта;   

«3» - включён двигатель правого борта;    

«4» - назад;      

«5» - включён светодиод «мигалка»;   

«6» - включены два последовательно соединённых светодиода «габариты»; 

«7» - выключение всей индикации;  

«8» - стоп; 

 «9» -  установка максимальной скорости;                                                                                           

«10» - установка средней скорости;  

«11» - установка минимальной скорости.

Вся пассивная часть схемы передатчика – чипы для поверхностного монтажа (SMD). Конденсаторы передатчика С1…С8 – керамические тип. 1206, СЕ1 – электролитический, танталовый тип. D. Антенна AN-433-03 (или штырь 16,7 см) подключается к контакту «А» через разъём SMA-F, закреплённого на корпусе устройства. На микросхеме DD1 – ATtiny2313 выполнен кодер команд передатчика.

Схема приёмника представлена на Рис.2.

Приёмник содержит: микросборку радиоканала DA5 (RC1240); декодер команд – DD2 (ATtiny 2313); интерфейс программирования RC1240 – разъём ХР1 (DB9F), преобразователь – DD1 (MAX3232) с конденсаторами С1, С2, С3, С5; цепь сброса – DD3.3, DD3.4 (CD4011B SO-14), DA7, C8, R14; выходной каскад ШИМ (широко импульсного модулятора) – VT7, VT8, CE2; ключ управления реле К1 – VT1, R1, DA1; ключ управления реле К2 – VT2, R2, DA4; ключ управления реле К3 – VT3, R3, DA2; ключ управления реле К4 – VT4, R4, DA3; генератор прямоугольных импульсов 1Гц светодиода«мигалка» - DD3.1, DD3.2, R7, C6, R10, R13, VT6; ключ управления двумя последовательно включёнными светодиодами «габариты» - R8, R11, VT5.

Стабилизатор напряжения 5В выполнен на DA6 (78L05), C7, C9, CE1.
Транзисторы ВС847В и ВС867В и диоды BAV-70 применены в корпусах SOT-23. Реле SMD типа, 2 переключения, полярное, с максимальным коммутирующим током 1-2А, напряжением управления 12В (AXSEL, SIMENS и др.). Пассивная элементная база приёмника идентична элементной базе передатчика.

При команде «вперёд» замыкаются контакты реле К1 - К1.2 и К1.3, а контакты реле К4 – К4.1 и К4.2 размыкаются. При команде «назад» - наоборот, то – есть происходит реверс. Контакты реле К2 и К3 замкнуты. При команде «включить левый борт» размыкаются контакты реле К2, и правый двигатель отключается. Осуществляется поворот вправо – вперёд или влево – назад. Аналогично происходит поворот влево – вперёд или вправо – назад при получение команды «включить правый борт». Отметим, что две последние команды выполняются только тогда, когда соответствующая кнопка передатчика («2» или «3») находится в нажатом состоянии.

Передатчик и приёмник питаются от аккумуляторов 12В. Для программирования радио – канала приёмника необходимо снять перемычку Р3 и установить - Р1, Р2.

Блок – схема программы передатчика представлена на Рис.3. Она состоит из циклического опроса состояния кнопок и включения подпрограммы передачи данных по USART. Передача имеет формат 8 бит 1стоп с интервалом 0,1 с.

Блок-схема программы приёмника представлена на Рис.4. Она состоит из основного цикла и подпрограммы приёма по прерыванию (RxD), во время выполнения которой происходит декодирование команд и их выполнение. Следует отметить, что команды установки скорости «9», «10», «11» запускают подпрограмму установки верхнего значения счёта в регистр совпадения во время обработки прерывания по совпадению значений в счётном регистре TCNT0 и регистре OCR0B.

Коэффициенты заполнения (отношение длительности высокого и низкого уровней выходного сигнала) составляют соответственно 57, 0,96 и 0,04.

Программы - coder для передатчика и decoder для приёмника созданы в среде AVR Studio 4.0.
Файлы .asm снабжены подробными комментариями. Данные программы содержаться в папке «prog_weasel», которая прилагается к данной работе. 

Программирование радиоканала осуществляется согласно протокола RC-232 при помощи программы RC232-CCT , которая прилагается к данной статье и находится в папке RCTools-232. Более подробное описание протокола вы найдёте на сайтах sub.cipdoc.ru и Radiocrafts.com.

Для программирования необходимо подключить к RS232 (разъём XP1) передатчика или приёмника персональный компьютер (ПК), установив предварительно перемычки Р1, Р2 и сняв Р3. Запустить программу RC232-CCT. Установить номер порта и скорость обмена между ПК и UART RC1240 – 19200 бит/с. Далее необходимо кликнуть на кнопку подключения, которая находится слева от окна установки скорости. Если порт выбран правильно, то на правом экране появится цифра 58. Кликните по кнопке с прорезью, расположенной под кнопкой подключения. Появившаяся надпись будет просить нажать на кнопку config, расположенную на плате передатчика или приёмника. На правом экране должны появится символы 3Е. Кликните по стрелке «влево». На левом экране высветятся данные, зашитые в микросборку RC 1240. Отредактируйте эти данные согласно Табл.1 и кликните по стрелке «вправо», и на правом экране отредактированные данные высветятся в hex формате. Одновременно произойдёт запись в RC 1240. Кликните по кнопке «АВС», которая расположена ниже окна установки порта.

Микросборку RC 1240 необходимо паять с заземлённым браслетом. Распайку нужно начинать с выводов GND.

Следует отметить, что управление роботом можно осуществлять с ПК при снятой перемычке Р3 и установленных – Р1 и Р2. Например, с помощью программ для тестирования связи через СОМ – порт. В этом случае схема передатчика упрощается.

Файлы для изготовления печатных плат и расположения элементов (PCB) выполнены в P-CAD 2002 и находятся в прилагаемой к проекту папке «PCB_weasel».

Автор andre