手机基于DTMF控制器控制机器人车辆

在这个项目中，我将向你展示如何设计一个可以用电话控制的简单机器人车。这个项目被称为 "DTMF控制的机器人"，不使用微控制器。

简介

DTMF是Dual Tone Modulation Frequency的首字母缩写。本文对基于DTMF技术的机器人车进行了解释。这里，是一个不使用微控制器就能操作机器人的电路。这个电路由简单的DTMF音频解码器和一个电机驱动IC组成。

当我们的手机按下一个键时，会产生一个音调，它是两个频率的组合。在这两个频率中，一个是高频率，另一个是低频率。这个频率可以由解码器IC解码为二进制序列。使用这个二进制序列，机器人被控制。

基于DTMF的机器人车辆电路原理

基于DTMF的机器人车电路由DTMF解码器IC、电机驱动器IC(L293D或L298N)、电机和一个简单的机器人底盘组成，以容纳所有这些部件。

使用的DTMF解码器IC是HT9170B（实际上使用的是一种叫做CM8870的变体，但功能是一样的）。它有18个引脚。来自DTMF编码器的音调被赋予DTMF解码器IC。解码器IC内部由运算放大器组成，其输出被赋予预滤波器以分离低频和高频。然后，它被传递到代码检测器电路，并将传入的音调解码为4比特的二进制数据。这个数据在输出端直接给到驱动IC，以驱动两个电机。这些电机根据解码后的输出进行旋转。

下图显示了对应于键盘上按下的按键的二进制解码输出。

DTMF解码后的频率输出表

如果从手机上按下的按键是'8'，它给出的解码输出是'1000'（按Q1、Q2、Q3和Q4的顺序）。因此，连接到前两个引脚（OUT1和OUT2）的电机将旋转，第二个电机保持关闭。因此，机器人在一个方向上移动，要么向左要么向右。如果机器人要向前或向后旋转，那么二进制值应该是'0101'或'1010'。这些值表明，两个电机在同一方向上旋转，即要么向前，要么向后。上表给出了在键盘上按下的每个按钮的低频、高频和二进制输出值。

无微控制器的DTMF控制机器人的电路图

电路元件

DTMF解码器IC (HT9170B 或 CM8870)

电机驱动IC (L293D或L298N)

电机

电阻器 - 100KΩ x 2, 330KΩ

电容 - 100nF x 2, 22pF x 2 

水晶 - 3.58MHz

机器人底盘

电池

注意事项

如前所述，这里使用的DTMF解码器IC是CM8870。但电路图中提到的DTMF解码器是HT9170B。由于引脚是一样的，所以不会有任何问题。但请参考数据手册。

另外，电路图中提到马达驱动器是L293D，但这里使用的马达驱动器是L298N。请参考数据手册中的引脚图。

DTMF控制的机器人电路设计

该电路的主要部件是DTMF解码器IC，电机驱动器IC和电机。这里使用的解码器IC是CM8870 IC。解码器IC的第二个引脚是一个运算放大器的反相引脚。

音调通过一系列的电容和电阻被施加到IC上。运算放大器的输出通过IC的GS引脚进行反馈。一个外部晶体被连接到IC的第7和第8个引脚。

所用的电机驱动IC是L298N。它有15个引脚。如果你使用一个模块，那么将解码器IC的输出连接到IN1, IN2, IN3和IN4。电机则连接到OUT1、OUT2和OUT3、OUT4。

如何操作基于DTMF的机器人车？

机械地安排机器人，即把轮子和马达连接起来，把电路放在机器人上，并把手机固定在上面。

现在用你的手机按'5'，机器人开始向前移动。

现在从你的手机上按下'0'，机器人开始向后移动。

现在按'2'键，机器人向左旋转。

现在按'8'可以使机器人向右旋转。

DTMF控制的机器人车辆电路应用

经过轻微修改的DTMF机器人可以用于工业应用中。

带有人体探测传感器的DTMF机器人可以在地震等灾害发生时用来探测建筑物下的人。

带有摄像头的DTMF机器人可以用于监控系统。

DTMF控制的机器人车辆的局限性

如果在没有信号的情况下与另一个手机一起操作，DTMF机器人可能无法正常工作。

只能使用具有特殊插口的手机。