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原理解析移动音乐机器人系统电路设计

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来源: 作者: 2018-10-28 12:02:47

原理解析:移动音乐机器人系统电路设计

导读:

设计主体为一轮式移动小车机器人,拥有跟随主人行走、播放音乐、遥控运行、彩灯随拍手频率闪烁以及家庭安防等多项功能。机器人的移动采用驱动直流电机带动轮子转动实现,跟随主人行走的功能由红外发射与接收来判断主人手中的手持设备和移动音乐机器人之间的方位,进而驱动机器人跟随主人行走。无线遥控运行由蓝牙通信实现。

系统原理:该移动音乐机器人以英飞凌16 位单片机XE162FN 处理器为核心,英飞凌开发的16/32 位微控制器具有高度系统集成、无需外设附加器件及相关软件开销、提供系统安全和故障保护机制等功能。蓝牙是一种全球开放性的、低成本的无线通信规范。另外,由于蓝牙具有传输距离远,抗干扰能力强、功耗低、传输速率高的优点,设计采用了蓝牙无线通信技术,设计主体为一轮式移动小车机器人,拥有跟随主人行走、播放音乐、遥控运行、彩灯随拍手频率闪烁以及家庭安防等多项功能。机器人的移动采用驱动直流电机带动轮子转动实现,跟随主人行走的功能由红外发射与接收来判断主人手中的手持设备和移动音乐机器人之间的方位,进而驱动机器人跟随主人行走。 无线遥控运行由蓝牙通信实现。在安防功能上,该移动音乐机器人配备了典型的用于检测火灾的烟雾传感器,并且如果检测到有烟雾或者煤气泄露时,本地声音报警以及通过 GSM 无线络控制短信发送模块发送报警短信给指定的号码。GSM 络是在蜂窝系统的基础上发展而来的一种无线数字络标准,具有络容量大、业务种类齐全、信号稳定性强、具有较高的保密性和安全性以及灵活的切换处理和自动漫游功能等众多优点。在手持设备的设计上,配备了一块320*240 的触摸屏以实现直观方便的无按键遥控控制,以及一个加速度传感器感知倾斜角度从而控制机器人运动。  智能跟随红外发送接收电路设计  系统的智能跟随功能是通过红外实现的,音乐机器人上的红外接收器感知到红外线时,会追踪红外发射源,感知不到时,会原地旋转重新搜索红外发射源,直至 重新 定位方向。红外发射源是由10 个红外发射管组成,将10 个红外发射管均匀摆放在一个球体表面,使得红外发射源可以向四面八方辐射红外线,保证音乐机器人更加快速准确地寻找到红外发射源。红外发射管发射的载波频 率为38 kHz 占空比为50%的方波。红外的发射和接收电路如图1所示,10.0 连接一个普通I/O 引脚,控制红外线的通断,即接通4 ms,然后关断11 ms,反复进行接通与关断。 连接一路PWM 方波,方波的频率是38 kHz.一共有10 路红外发射管。  红外接收装置采用2 个红外接收器1838,分别安装在音乐机器人的头部和尾部。两个接收器的输出引脚分别连接单片机的10.2 和10.7 引脚。红外接收器1838 对38 kHz 频率的红外线敏感,所以红外接收器1838 可以检测到红外发射源的方位,从而驱动电机向外发射源的方向前进。  图1智能跟随红外发送接收电路

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