金属探测机器人
埋藏在地下的地雷对人们的生命安全构成威胁，并影响国家的经济。手动探测和清除这些地雷是一项危险的任务，有时甚至会导致事故。在这种情况下，机器人可以协助探测地雷。这些机器人不仅可以用于探测地雷，还可以用于探测地下存在的其他金属。本文介绍了一种使用射频（RF）技术的金属探测机器人。在深入了解这种金属探测机器人之前，可以先了解一下金属探测电路的工作原理。
1. 无线金属探测机器人电路原理
该系统由发射器电路和接收器电路组成。发射器电路传输操作机器人所需的命令。接收器电路通过射频接收这些命令，并根据接收到的命令移动机器人。在接收端，金属探测器与控制器接口连接。因此，每当探测到任何金属时，机器人会在那里停下，并且蜂鸣器开始响铃。
2. 无线金属探测机器人电路图
2.1 发射器电路
2.2 接收器电路
2.3 电路元件
2.3.1 硬件元件
- AT89c51 微控制器
- 射频编码器和解码器
- 射频发射器和接收器对
- 按钮
- 蜂鸣器
- 机器人
- L293d
- Rs 232 电缆
2.3.2 软件元件
- Keil 软件
- Flash magic
- Proteus
3. 基于微控制器的金属探测机器人电路设计
金属探测机器人项目可以分为两个部分：1）发射器部分，2）接收器部分。
发射器部分包括射频编码器、射频发射器和按钮。这里使用的射频编码器集成电路是 HT12E。它是一个 18 引脚的集成电路。4 位二进制输入通过 AD0、AD1、AD2、AD3 引脚输入到解码器。当 TE 引脚为低电平时，启用传输。A0-A7 是用于安全传输的地址引脚。这些引脚在发射器电路中接地。4 位数据并行传输到射频发射器，然后串行传输到射频接收器。通过按钮输入到编码器。射频对的工作频率为 434 kHz。
接收器部分包括 AT89c51 微控制器、射频解码器、射频接收器、金属探测器、蜂鸣器、L293d 集成电路和机器人。
接收到的数据被送入射频解码器。这里使用的射频解码器是 HT12D。解码后的输入连接到微控制器的端口 2 。四个数据引脚 D0-D3 连接到端口 P2.0-P2.3。解码后的数据被送入微控制器，微控制器控制机器人的移动。蜂鸣器连接到端口 3.4，当在其路径中探测到任何金属时，蜂鸣器会响起。
金属探测器连接到微控制器的引脚 3.2。这里用按钮代替金属探测器。金属探测器在电路中起主要作用。它内部有一个振荡器，产生通过线圈的交流电，从而产生交变磁场。当任何金属靠近线圈时，会感应磁场，因此可以使用另一个线圈检测到磁场的变化。
L293d 是一个电机驱动集成电路。该集成电路用于驱动电机。L293d 内部有 H 桥。有关该集成电路的更多信息，请参阅L293D 数据手册。
4. 无线金属探测机器人电路工作原理
- 首先使用 Flash magic 将代码烧录到微控制器中。
- 现在打开电路的电源。
- 现在使用发射器发送命令“1”。
- 这个命令被传输到接收器。
- 在接收端，接收器接收这些命令，并根据命令移动机器人。
- 以下命令使机器人在指定方向移动：
- 前进
- 后退
- 左转
- 右转
- 当机器人在移动过程中在其路径中探测到任何金属时，机器人会停下来并响起蜂鸣器。
- 当从发射器发送命令时，它再次开始移动。
5. 金属探测机器人电路算法
- 首先，将端口 2 声明为输入，因为它连接到解码后的输入。
- 现在将端口 1 声明为输出，因为机器人的电机引脚连接到端口 1。
- 启用外部中断。
- 现在检查端口 2 的输入。
- 如果接收到的值等于 1，则通过将端口值设置为 0x01 使机器人向前移动。类似地，根据输入值移动机器人。
- 当中断发生时，将电机的输出引脚设置为低电平。这在中断服务例程（ISR）中编写。
6. 基于微控制器的金属探测机器人应用
- 这些机器人用于探测地雷。
- 这些机器人用于探测地下存在的矿物质。
- 这些机器人用于探测炸弹。
- 这些机器人可以用于建筑行业，用于定位混凝土中的钢筋。
- 这些机器人用于机场和建筑安全，以探测武器。
6.1 电路的局限性
发射器只能在射频范围内操作机器人，大约为 30 米。