城市排水
曹盛林
（青岛工学院，山东 青岛 266300）
摘 要：文章采用乐鑫公司NodeMCU 单片机作为主控制模块，采用3.7V 的18650锂电池供电，LM1117稳压芯片稳压，双N20减速电机作为动力轮（减速比1∶30），单万向轮，三轮配置，结合Android APP，配合电机驱动模块、HC-05蓝牙2.0无线收发模块、蜂鸣器模块、LED 灯等，完成对足球机器人的实时遥控。当APP 和HC-05蓝牙模块建立了连接，APP 就能通过蓝牙发送指令传输给单片机，单片机接收到数据，对数据进行处理后执行相应的指令，从而遥控足球机器人进行足球对抗。关键词：单片机；足球机器人；设计中图分类号：TM383.6 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2020）06-0123-01遥控机器人
——————————————作者简介： 曹盛林（1998—），男，山东莱州人，本科，研究方向：单片机，
控制系统。
1 足球机器人设计内容概述
t载体设计制作足球机器人小车的完整电路原理图和PCB，使足球机器人小车能完成基本的前进、后退、左转、右转、左旋、右旋和踢球操作；完成足球机器人的Android APP 遥控端的开发设计，使其能用蓝牙与足球机器人通信，使其完成基本动作。
空调热交换器2 硬件及软件设计
足球机器人小车的硬件主要包含电源供电电路、蓝牙2.0无线数字接收电路、电机驱动电路、减速电机、蜂鸣器等。考虑电机、足球机器人小车的尺寸不宜过大，最终选择了10cm*10cm 的PCB 板子作为足球机器人小车的车身，在碰撞时，能保证稳定运行，可以达到比赛的要求。足球机器人小车机身采用了双层PCB 板结构，因为PCB 印刷电路板具有质量轻，彩灯，固定N20减速电机的，可以利[1]。
ESP8266-12模组的硬件，微处理器和微控制器对于电源供电的需求较低，单片机的功耗也非常低的，只需要有3.3V 的工作电压即可正常工作。选用比较小型并且动力型的电池，并且考虑到环保，应选用可充电电池，经过筛选，最终决定选用一节18650-5000mAh 3.7V li-ion 充电电池作为供电电源，可减轻足球机器人小车的重量，稳压采用LM1117-3.3芯片[2]。
采用汇承公司生产的HC-05蓝牙2.0模块，是一款主从一体的蓝牙串口模块，可以通过AT 指令集，修改HC-05蓝牙模块的波特率，以及其他内部参数。当蓝牙模块配对连接成功，可以直接忽略蓝牙内部的通信协议，将将蓝牙当作一个USB 串口使用。当HC-05蓝牙模块建立了连接，两个设备相当于共同使用一个通道，能进行信息数据的相互传输[3]。
考虑电源电池的最大电压是4.2V，该系统的电机功率不宜过高，否则会导致电机转动时会拉低电源电压，会导致整个系统无法正常工作，而且机器人小车本身尺寸和重量不是很大，采用额定电压3V，额定电流60mA 的N20小型直流减速电机，可用电平电压作为控制信号，控制两个电机的转向。
电机驱动选用的是玩具车MX1212驱动芯片，只需两节AA 电池供电就能正常工作，MX1212驱动芯片采用H 桥电路结构设计，采用可靠性功率管工艺。两个通道同时工作的条件下，两组通道最大持续输出电流可以达到1.2A，最大峰值输出电
流可以达到2.5A [4]。
自动拖把使用Altium Designer 15（DXP）对电路进行仿真设计，并制作出完整的足球机器人的PCB，对足球机器小车的推球结构进行了重点优化设计，当小足球碰撞到足球机器人的推球结构，就能把小球控制在小车的身边。
使用两轮电机驱动，需考虑到足球机器人转向的问题，两轮通常使用的是差速转向，为了保持足球机器人的平衡，就需要再给小车加上第三个万向轮，利用PCB 电路板能自行打孔，将固定在推球结构的下部。
Android APP 开发是基于Java 面向对象语言设计的，使用Eclipse 编程软件进行编程设计。本程序时基于Google 开源项目的Bluetooth Chat 蓝牙2.0进行的二次开发，Android 蓝牙是使用Java 工具包Socket 这个类来实现的，通过输出流（Output Stream）将数据进行打包发送出去。
3 系统功能测试
将足球机器人连接至APP，让足球机器人从静止开始沿进行直线运动，使足球机器人沿直线行驶100cm，200cm，300cm，测定足球机器人偏离中心线的距离差值，以及所运行的时间。
将足球机器人连接至APP，让足球机器人从静止开始进行转向运动，测定足球机器人转弯时两侧电机输出的电压值。
从测量结果可以看出，足球机器人沿直线运动的左右偏差不超过1cm；左右转弯时输出的电压一致，运行时，足球机器人也能实现前进，后退，左转，右转，左旋右旋等基本功能。
4 结束语
该设计采用PCB 印刷电路板，因为PCB 板子的重量轻，结构坚固，作为足球机器人的车身底板是十分合适的，并且板子的外形可以自行设计，免去了设计足球机器人的外形。本设计将单片机与APP 相结合，使用Android 智能手机APP 蓝牙与单片机建立连接。并且APP 具有可复制性和可修改性，也省去了使用其他通信模块对遥控手柄的设计。
干手器
参考文献：
[1]卫涛.微型足球机器人的目标识别与避障规划[J].秦皇岛：燕山
大学,2009.[2]谢龙.基于无线网络的室内定位技术研究平台设计[J].北京：北
方工业大学硕士论文,2016.[3]吴俊杰.Scratch 测控传感器的研发与创意应用[M].北京：清华
大学出版社,2014.[4]徐科军.传感器与检测技术[M].3版.北京：电子工业出版社,2009.
（收稿日期：2020-2-20）
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