Традиционно для управления моделями используются радиопередатчики и приемники, которые имеют определенные ограничения, накладываемые на рабочий диапазон, частотный диапазон, а также ограничение в функциях управления. Очень часто схемы подобных устройств сложны, в них имеются узлы которые требуют тщательной настройки. Однако, использование мобильного телефона в автоматическом управлении может значительно упростить конструкцию, а также снимает вышеприведенные ограничения: рабочий диапазон столь же большой, как зона охвата провайдера сотовой связи, отсутствие влияния сторонних передатчиков, возможность передачи до 12 команд управления.
В этом проекте модель автомобиля управляется при помощи мобильного телефона, который передает команды на мобильный телефон, установленный в модели автомобиля. Рассматривается самая простая организация такой системы, с целью ознакомления, но пользователи смогут сами нарастить возможности системы, добавить дополнительные функции. Кроме того, подобная конструкция применима не только для управления моделям, ее можно применить в различных системах слежения, автоматики.
Как вы, наверное, уже догадались, управление осуществляется передачей DTMF команд с телефона «передатчика» и их прием и декодирование. Прием команд осуществляет мобильный телефон, декодирование возложено на микросхему DTMF декодера, функции управления, в соотвтетствии с принятой командой, выполняет микроконтроллер.
Блок-схема системы
Обработку полученных команд (тональных посылок) осуществляет микроконтроллер Atmel ATmega16 при помощи микросхемы DTMF-декодера MT8870. Задача DTMF-декодера принять тональный сигнал, дешифровать его и преобразовать в двоичный код. Этот код передается для обработки в микроконтроллер, который действует по программе и принимает решение в соответствии с принятым кодом.
DTMF – Тональный набор, тональный сигнал (англ. Dual-Tone Multi-Frequency, DTMF) – двухтональный многочастотный аналоговый сигнал, используемый для набора телефонного номера, а также для различных интерактивных систем, например голосового автоответа. Для кодирования символа в DTMF сигнал необходимо сложить два синусоидальных сигнала.
Принципиальная схема приемной части
Список компонентов
|
Обозначение в схеме |
Наименование, номинал |
| IC1 | MT8870 - декодер DTMF сигналов |
| IC2 | ATmega16 – микроконтроллер |
| IC3 | L293D – драйвер двигателя |
| IC4 |
74LS04 – микросхема содержащая шесть инверторов ТТЛШ |
| D1 | Диод1N4007 |
| R1, R2 | 100 кОм |
| R3 | 330 кОм |
| R4, R5, R6, R7, R8 | 10 кОм |
| C1 | 0.47 мкФ |
| C2, C3, C5, C6 | 22 пФ |
| C4 | 0.1 мкФ |
| XTAL1 | Кварцевый резонатор 3.57 МГц |
| XTAL2 | Кварцевый резонатор 12 МГц |
| S1 | Кнопка |
| M1, M2 |
Электродвигатель постоянного тока (6.0 В, 50 об/мин) |
| Batt. | Аккумуляторная батарея (6 В) |
Как видно, основными элементами схемы является микроконтроллер, декодер DTMF сигналов и драйвер двигателей.
MT8870 – декодер DTMF сигналов преобразует тональный сигнал в 4-битный параллельный код на выходах Q1 – Q4. В таблице 2 приведено состояние выходов декодера при принятии тональных сигналов. Выходы декодера подключены к линиями ввода/вывода порта А (PA0 – PA3) микроконтроллера через логические инверторы 74LS04.
ATmega16 – 8-разрядный RISC-микроконтроллер с низким потреблением, имеет 16 КБайт внутрисхемно программируемой Flash-памяти программ, 512 КБайт EEPROM памяти данных и 1 КБайт ОЗУ.
Линии ввода/вывода порта D – PD0 – PD3 и PD7 микроконтроллера подключены к входам IN1 – IN4 и входам разрешения (EN1 и EN2) драйвера двигателя L293D, соответственно. Линии ввода/вывода микроконтроллера не рассчитаны на управление двигателями, поэтому и необходим токовый драйвер для управления двумя двигателями.
L293D содержит сразу два драйвера для управления электродвигателями небольшой мощности (четыре независимых канала, объединенных в две пары). Имеет две пары входов для управляющих сигналов и две пары выходов для подключения электромоторов. Кроме того, у L293D есть два входа для включения каждого из драйверов. Эти входы используются для управления скоростью вращения электромоторов с помощью широтно модулированного сигнала (ШИМ).
В следующей части описания мы рассмотрим программное обеспечение для микроконтроллера, конструкцию модели автомобиля, команды и процесс управления моделью автомобиля при помощи телефона.
