移動(dòng)音樂機(jī)器人設(shè)計(jì)方案解析

電路利用麥克風(fēng)采集聲音信號(hào)，然后利用LM324 對(duì)采集來的信號(hào)進(jìn)行比例放大，放大的比例為100 倍，然后接過兩個(gè)1N5819 和一個(gè)104 獨(dú)石電容進(jìn)行包絡(luò)線檢測(cè)，最后利用LM358 作為電壓比較器，利用1 K 電阻和880Ω電阻分壓獲得比較電壓值，其電路如圖5 所示。

機(jī)器人的移動(dòng)采用驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)帶動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，即控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和速度，系統(tǒng)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片采用SGS 公司的L298N,內(nèi)部有4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。用三極管組成H 型平衡橋，驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。同時(shí)H 型PWM 電路工作在晶體管的飽和狀態(tài)與截止?fàn)顟B(tài)，具有非常高的效率。

圖5 拍手信號(hào)捕獲電路

電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于3 個(gè)因素：負(fù)載、電壓和電流。對(duì)于一個(gè)給定的負(fù)載，可以通過脈沖寬度調(diào)制的方法來使電機(jī)保持穩(wěn)定的速度。通過改變施加在直流電機(jī)上的脈沖寬度，可以增加或減小電機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)整脈沖寬度，即改變占空比，調(diào)整電機(jī)的速度。驅(qū)動(dòng)板采用6 個(gè)高速光耦6N137 實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路與邏輯電路的隔離，這樣可以有效地避免驅(qū)動(dòng)電路與邏輯電路之間的相互干擾。驅(qū)動(dòng)板的電路原理圖如圖6 所示。

圖6 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

通過軟件編程可以自由改變單片機(jī)兩路PWM脈沖信號(hào)的占空比，電機(jī)的A 端連接PWM 脈沖信號(hào)，電機(jī)的B 端連接單片機(jī)的一個(gè)I/O 引腳。當(dāng)這個(gè)I/O 引腳置1 時(shí)，電流從電機(jī)的B 端流向電機(jī)的A 端;當(dāng)這個(gè)I/O 引腳置0 時(shí)，電流從電機(jī)的A 端流向電機(jī)的B 端，這樣電機(jī)就可以改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，同時(shí)控制PWM 脈沖信號(hào)的占空比值還可以改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的控制。通過I/O引腳控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的示意圖如圖7 所示。

圖7 I/O 引腳控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)示意