Robô controlado por Android usando microcontrolador 8051

Neste projeto, vamos construir um robô controlado por telefone Android usando microcontroladores 8051 e módulo Bluetooth. O robô é projetado usando motores DC e a direção dos motores DC será controlada pelos comandos recebidos do aplicativo Android. O status do robô é enviado de volta ao aplicativo Android. Este projeto também ajudará na interface do módulo HC-05 Bluetooth com microcontroladores 8051. Já usamos o módulo Bluetooth para controlar eletrodomésticos com 8051.

Componentes necessários:

• Microcontrolador 8051 (AT89S52)
• Módulo de Bluetooth HC-05
• Motorista L293D
• Chassis de robô
• Motores DC (2)
• Rodas (2)
• Roda giratória
• Fios de ligação
• Aplicativo para Android do terminal Bluetooth

Diagrama de circuito:

Microcontrolador 8051:

O microcontrolador 8051 é um microcontrolador de 8 bits que possui 128 bytes de RAM no chip, 4K bytes de ROM no chip, dois temporizadores, uma porta serial e quatro portas de 8 bits. O microcontrolador 8052 é uma extensão do microcontrolador 8051. Neste projeto estamos usando o microcontrolador AT89S52. A tabela abaixo mostra a comparação de 8051 membros da família.

Característica	8051	8052
ROM (em bytes)	4K	8K
RAM (bytes)	128	256
Cronômetros	2	3
Pinos de I / O	32	32
Porta serial	1	1
Fontes de interrupção	6	8

Módulo Bluetooth HC-05:

HC-05 é um módulo Bluetooth serial. Ele pode ser configurado usando comandos AT. Pode funcionar em três configurações diferentes (Master, Slave, Loop back). Em nosso projeto iremos usá-lo como um escravo. Os recursos do módulo HC-05 incluem,

• Sensibilidade típica de -80dBm.
• Taxa de baud padrão: 9600bps, 8 bits de dados, 1 bit de parada, sem paridade.
• Código PIN de emparelhamento automático: código PIN padrão “1234”
• Possui 6 pinos.
• Os pinos Vcc e Gnd são usados ​​para alimentar o HC-05.
• Os pinos Tx e Rx são usados ​​para comunicação com o microcontrolador.
• Habilite o pino para ativar o módulo HC-05. quando está baixo, o módulo está desabilitado
• O pino de estado atua como indicador de status. Quando não está emparelhado / conectado a nenhum outro dispositivo Bluetooth, o LED pisca continuamente. Quando está conectado / emparelhado com qualquer outro dispositivo Bluetooth, o LED pisca com um atraso constante de 2 segundos.

IC do driver do motor L293D:

L293D é um driver de motor H-bridge duplo IC. Este atua como um amplificador de corrente, a saída do L293D aciona os motores DC. Ele contém dois circuitos de ponte H embutidos. No modo comum de operação, ele pode acionar dois motores CC simultaneamente em ambas as direções. A tabela abaixo mostra a descrição do pino do L293D IC. Aqui estão alguns projetos usando o driver de motor L293D.

Descrição do pino

Pin No.	Nome	Função
1	Habilitar 1,2	Habilitar pino para motor 1
2	Entrada 1	Entrada 1 para motor 1
3	Produto 1	Saída 1 para motor 1
4	Gnd	Terra (0V)
5	Gnd	Terra (0V)
6	Produto 2	Saída 2 para motor 1
7	Entrada 2	Entrada 2 para motor 1
8	Vcc 2	Tensão de alimentação para motores (5V)
9	Habilite 3,4	Habilitar pino para motor 1
10	Entrada 3	Entrada 1 para motor 2
11	Produto 4	Saída 1 para motor 2
12	Gnd	Terra (0V)
13	Gnd	Terra (0V)
14	Produto 4	Saída 2 para motor 2
15	Entrada 4	Entrada 2 para motor 2
16	Vcc 1	Tensão de alimentação (5V)

Funcionamento do robô controlado por telefone Android:

Neste robô controlado por Smart Phone, o usuário do app android envia os dados para o microcontrolador 8051 através do módulo HC-05. Os dados recebidos são comparados no microcontrolador 8051 e a decisão é tomada em conformidade. A tabela abaixo mostra a direção dos motores e o status do robô para os diferentes caracteres recebidos.

Personagem recebido	Motor 1	Motor 2	Status do robô
f	frente	frente	Avança
b	Para trás	Para trás	Se move para trás
r	frente	Para trás	Se move para a direita
eu	Para trás	frente	Move-se para a esquerda
s	Fora	Fora	Parado

O aplicativo de terminal Bluetooth nos permite emular um terminal Bluetooth. Este aplicativo oferece suporte à comunicação bidirecional e é compatível com a maioria dos dispositivos.

As etapas abaixo mostram como instalar e usar este aplicativo.

1. Baixe e instale o aplicativo de terminal Bluetooth em seu telefone Android. O aplicativo pode ser baixado do link abaixo.

play.google.com/store/apps/details?id=ptah.apps.bluetoothterminal

2. Depois de instalar o aplicativo, abra o aplicativo e ligue o Bluetooth.

3. Selecione o dispositivo e clique na opção de conexão. Após a conexão bem-sucedida, podemos começar a enviar dados para o módulo HC-05.

Verifique a explicação do código abaixo para ver como o caractere é enviado e recebido pelo microcontrolador 8051 para girar os motores necessários.

Explicação do código:

O programa C completo e o vídeo de demonstração para este projeto são fornecidos no final deste projeto. O código é dividido em pequenos pedaços significativos e explicado a seguir.

Para a interface do L293D com microcontroladores 8051, temos que definir os pinos nos quais o L293D está conectado ao microcontrolador 8051. O pino In1 do motor 1 está conectado a P2.0, o pino In2 do motor 1 está conectado a P2.1, o pino In1 do motor 2 está conectado a P2.2, o pino In2 do motor 2 é conectado a P2.3

sbit m1f = P2 ^ 0; // pino 1 do motor1 sbit m1b = P2 ^ 1; // pino in2 do motor1 sbit m2f = P2 ^ 2; // pino 1 do motor 2 sbit m2b = P2 ^ 3; // pino 2 do motor 2

Em seguida, temos que definir algumas funções que são usadas no programa. A função de atraso é usada para criar um atraso de tempo especificado. A função Txdata é usada para transmitir dados através da porta serial. A função Rxdata é usada para receber dados da porta serial.

void delay (unsigned int); // função para criar atraso char rxdata (void); // função para receber um caractere através da porta serial de 8051 void txdata (unsigned char); // função para enviar um caractere pela porta serial de 8051

Nesta parte do código vamos configurar o microcontrolador 8051 para comunicação serial. O registro TMOD é carregado com 0x20 para o temporizador 1, modo 2 (recarregamento automático). O registro SCON é carregado com 0x50 para 8 bits de dados, 1 bit de parada e recepção habilitada. O registro TH1 é carregado com 0xfd para uma taxa de transmissão de 9600 bits por segundo. TR1 = 1 é usado para iniciar o cronômetro.

TMOD = 0x20; SCON = 0x50; TH1 = 0xfd; TR1 = 1; Nesta parte do código, o caractere retornado da função rxdata é armazenado na variável 's' para uso posterior.

s = rxdata (); // receber dados seriais do módulo hc-05 bluetooth

Nesta parte do código, temos que comparar o caractere recebido com caracteres pré-atribuídos para diferentes direções. Se o caractere recebido for 'f', o robô deve se mover para frente. Isso é feito tornando os pinos m1f, m2f altos e m1b, m2b baixos. Feito isso, temos que enviar o status do robô para o aplicativo Android. Isso é feito com a ajuda da função txdata . O mesmo processo é repetido para diferentes caracteres recebidos e a decisão é tomada em conformidade. A Tabela 1 mostra diferentes valores de m1f, m1b, m2f, m2b para diferentes direções de movimento do robô.

if (s == 'f') // move ambos os motores na direção para frente {m1f = 1; atraso (1); m1b = 0; atraso (1); m2f = 1; atraso (1); m2b = 0; atraso (1); for (i = 0; msg1! = '\ 0'; i ++) // enviar status do robô para o aplicativo Android através do bluetooth {txdata (msg1); }}

m1f	m1b	m2f	m2b	Rotação do motor 1	Rotação do motor 2	Status do robô
1	0	1	0	frente	frente	Seguindo em frente
0	1	0	1	reverter	reverter	Movendo-se para trás
1	0	0	1	frente	reverter	Movendo para a direita
0	1	1	0	reverter	frente	Movendo para a esquerda
0	0	0	0	parado	parado	parado

Você pode girar o carro do robô em qualquer direção, controlando os quatro motores usando o microcontrolador 8051. Este robô também pode ser controlado usando DTMF com 8051, se você não tiver um telefone Android.

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