Robot controlat per RF

Actualment, gairebé tota la gent està familiaritzada amb els robots. Els robots tenen un paper molt important en la vida humana. Els robots són una màquina que redueix els esforços humans en treballs pesats en indústries, edificis, etc. i facilita la vida. En els nostres projectes anteriors hem creat alguns robots com a seguidor de línia, robot controlat per DTMF, robot controlat per gestos, robot controlat per ordinador, però en aquest tutorial dissenyarem un robot molt interessant, és a dir, un robot controlat per RF. L’interessant d’aquest projecte és que s’executarà sense utilitzar cap microcontrolador. Aquí l'executarem directament mitjançant el descodificador de RF i el controlador de motor.

El robot controlat per RF es controla mitjançant quatre polsadors situats al costat del transmissor. Aquí només hem de prémer els botons per controlar el robot. A la mà s’utilitza un dispositiu transmissor que també conté un transmissor de RF i un codificador de RF. Aquesta part del transmissor transmetrà l'ordre al robot perquè pugui fer la tasca requerida com avançar, retrocedir, girar a l'esquerra, girar a la dreta i aturar-se. Totes aquestes tasques es realitzaran mitjançant quatre botons polsadors que es col·loquen al transmissor de RF.

Components necessaris

• Motor de corrent continu - 2
• HT12D - 1
• HT12E - 1
• Parell RF: 1
• Controlador de motor L293D - 1
• Bateria de 9 volts: 3
• Connector de bateria: 3
• Connexió de cables
• Robot Chasis - 1
• 7805-2
• Resistència 750K - 1
• Resistència de 33K - 1
• Resistència 1K: 1
• PCB

Controlador de motor L293D

L293D és un controlador IC de motor que té dos canals per accionar dos motors. L293D té dos parells incorporats de transistors Darlington per a l'amplificació de corrent i un pin de font d'alimentació separat per donar subministrament extern als motors.

Emissor i receptor de RF

Es tracta d’un mòdul receptor i transmissor híbrid ASK que funciona a una freqüència de 433 MHz. Aquest mòdul té un oscil·lador estabilitzat de cristall per mantenir un control de freqüència precís per obtenir el millor rang. Allà només necessitem una antena externa per a aquest mòdul.

Característiques del transmissor de RF:

• Rang de freqüència: 433 Mhz
• Potència de sortida: 4-16dBm
• Alimentació d'entrada: de 3 a 12 volts de corrent continu

Característiques del receptor de RF:

• Sensibilitat: -105dBm
• Freqüència IF: 1 MHz
• Baix consum d'energia
• Corrent 3,5 mA
• Tensió d'alimentació: 5 volts

Aquest mòdul és molt rendible quan es requereix una comunicació RF de llarg abast. Aquest mòdul no envia dades directament mitjançant la comunicació UART de PC o microcontrolador perquè hi ha molt de soroll a aquesta freqüència i la seva tecnologia analògica. Podem utilitzar aquest mòdul amb l'ajut de codificadors i descodificadors IC que extreuen dades del soroll.

El rang del transmissor és d'aproximadament 100 metres a la tensió d'alimentació màxima i, per a 5 volts, el rang del transmissor és d'aproximadament 50-60 metres amb l'ús d'un cable senzill d'antena de 17cm de codi únic.

Pin Descripció de RF Tx

1. GND: subministrament a terra
2. Data In: aquest pin accepta dades de sèrie del codificador
3. Vcc - +5 volts hauria d’estar connectat a aquest pin
4. Antena: connexió ajustada a aquest pin per a una correcta transmissió de dades

Pin Descripció de RF Rx

1. GND - Terra
2. Data In: aquest pin proporciona dades de sortida al decodificador
3. Data In: aquest pin proporciona dades de sortida al decodificador
4. Vcc - +5 volts hauria d’estar connectat a aquest pin
5. Vcc - +5 volts hauria d’estar connectat a aquest pin
6. GND - Terra
7. GND - Terra
8. Antena: connexió ajustada a aquest pin per a una recepció adequada de les dades

Diagrames de circuits i explicació

Diagrama de circuits per al transmissor de RF:

Diagrama de circuits per al receptor de RF:

Com es mostra a les figures anteriors, els diagrames de circuits per a robots controlats per RF són bastant senzills quan s’utilitza un parell de RF per a la comunicació. Les connexions per a transmissor i receptor es mostren en diagrames de circuits. S’utilitzen dues bateries de 9 volts per alimentar el controlador del motor i el circuit Rx restant. I una altra bateria de 9 volts s’utilitza per alimentar el transmissor.

El robot controlat per RF té dues parts principals:

1. Part del transmissor
2. Part del receptor

A la part del transmissor s’utilitza un codificador de dades i un transmissor de RF. Com ja hem esmentat anteriorment, que fem servir quatre botons polsadors per fer funcionar el robot, aquests quatre botons estan connectats amb el codificador respecte a terra. Quan premem qualsevol botó codificador obtindrem un senyal digital BAIX i després aplicarem aquest senyal en sèrie al transmissor de RF. El codificador IC HT12E codifica dades o senyals o els converteix en forma sèrie i, a continuació, envia aquest senyal mitjançant un transmissor de RF a l’entorn.

Al final del receptor, hem utilitzat el receptor de RF per rebre dades o senyals i, posteriorment, hem aplicat al descodificador HT12D. Aquest IC de descodificació converteix les dades de sèrie rebudes en paral·lel i, a continuació, envia aquestes senyals descodificades a l’IC del controlador del motor L293D. Segons les dades rebudes, el robot funciona fent servir dos motors de corrent continu en direcció endavant, inversa, esquerra, dreta i parada.

Funcionament del robot controlat per RF:

El robot controlat per RF es mou segons el botó premut al transmissor.

Botó premut al transmissor	Direcció mòbil del robot
Primer (1)	Esquerra
Segon (2)	Dret
Primer i segon (1 i 2)	Endavant
Tercer i quart (3 i 4)	Cap enrere
No s'ha premut cap botó	Atura

Quan premem el primer botó (1 esment al circuit i al maquinari), el robot comença a moure’s cap a l’esquerra i continua movent-se fins que es deixa anar el botó.

Quan premem el segon botó del transmissor, el robot comença a moure's pel costat dret fins que es deixi anar el botó.

Quan premem el primer i el segon botó alhora, el robot començarà a avançar fins que es deixin anar els botons.

Quan premem el tercer i el quart botó al mateix temps, el robot comença a moure’s cap enrere i continua endavant fins que es deixin anar els botons.

I quan no es prem cap botó, el robot s’atura.