CN209254127U - 一种无线遥控小车的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线遥控小车的控制系统，包括发射机模块、接收机模块、arduino控制模块、电机驱动模块、电源模块、NB‑IoT通讯模块、云平台、终端，电源模块为发射机模块、接收机模块以及arduino控制模块提供工作电压，发射机模块通过无线与接收机模块进行通讯，接收机模块、NB‑IoT通讯模块以及电机驱动模块均与arduino控制模块相连，NB‑IoT通讯模块和云平台通过无线相连，终端和云平台通过无线相连；在近距离时，该小车通过发射机模块能实现对小车的方向和速度的控制；当远距离时，arduino控制模块上的信号传输到NB‑IoT模块上，通过NB‑IoT通讯模块传输到远处的云平台上，通过终端可以控制小车当前状态。该小车制造成本低，电路结构简单，容易实现，运行可靠稳定。

Description

一种无线遥控小车的控制系统

技术领域

本实用新型属于智能控制技术领域，尤其涉及一种无线遥控小车的控制系统。

背景技术

现有的无线遥控小车存在信号不稳定，可能受到周围电子产品干扰，有杂质信号影响，导致传输距离短，短距离遥控时操作不便的问题。同时，现有小车无法长距离远程操作，可操作距离短。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种制造成本低，电路结构简单，容易实现，运行可靠稳定的可远距离无线遥控小车的控制系统。

为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种无线遥控小车的控制系统，包括发射机模块、接收机模块、arduino控制模块、电机驱动模块、电源模块、NB-IoT通讯模块、云平台、终端，所述电源模块为发射机模块、接收机模块以及arduino控制模块提供工作电压，发射机模块通过无线与接收机模块进行通讯，接收机模块、NB-IoT通讯模块以及电机驱动模块均与arduino控制模块相连，所述NB-IoT通讯模块和云平台通过无线相连，终端和云平台通过无线相连；

所述发射机模块包括发射天线、PT2262芯片、LM358芯片、稳压管D2、电感L1、开关S1-S4、滑动变阻器R5、电阻R1-R4、电阻R6-R12、电阻R14、电容C2-C7、NPN三极管Q1-Q2和晶振X1，PT2262芯片共有引脚1～引脚18，左上角为引脚1，右上角为引脚18，引脚9接地，引脚10连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地，引脚11连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，引脚12连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地，引脚13连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地；引脚10同时与开关S1的一端相连，开关S1另一端与正5V电源相连，引脚11同时与开关S2的一端相连，开关S2另一端与5V电源相连，引脚12同时与开关S3的一端相连，开关S3另一端与正5V电源相连，引脚13同时与开关S4的一端相连，开关S4另一端与正5V电源相连；引脚14接地，引脚15连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端和引脚16相连；引脚18分别连接正5V电源和电容C2的一端，电容C2的另一端接地；引脚17为芯片信号输出引脚，分别连接电容C3和电阻R3的一端，电容C3的另一端接地，电阻R3的另一端连接电容C4，电容C4另一端接地；电容C4不接地的一端同时连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接LM358芯片的3脚和稳压管D2的负极，稳压管D2的正极接地，LM358芯片的2脚连接到滑动变阻器R5的滑动端，滑动变阻器R5线圈的一端连接电阻R7的一端，滑动变阻器R5线圈的另一端连接电阻R6，电阻R7另一端接地，电阻R6的另一端连接NPN三极管Q1的发射极，NPN三极管Q1的基极与LM358芯片的1脚相连，NPN三极管Q1的集电极与电容C4不接地的一端相连，NPN三极管Q1的发射极同时连接电阻R12的一端和电感L1的一端，电阻R12的另一端连接到三极管Q2的基极，电感L1的另一端连接到NPN三极管Q2的集电极，NPN三极管Q2的基极同时连接到电容C5的一端和电阻R11的一端，电容C5的另一端和电阻R11的另一端都接地；NPN三极管Q2的发射极同时连接晶振X1的一端和电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，晶振X1的另一端同时连接电容C6的一端和电容C7的一端，电容C7的另一端接地，NPN三极管Q2的集电极同时连接到C6的另一端和天线，信号从发射天线输出；

所述接收机模块包括接收天线、LM358运算放大器U1A、LM358运算放大器U3A、电容C8-C12、电阻R15-R19、滑动变阻器R20、电阻R21-R22、整流二极管D1-D4、稳压二极管D5、NPN三极管Q3、电压互感器T1、PT2272芯片，接收天线接收发射天线输出的信号，接收天线后分别接电容C8的一端和电压互感器T1的一次绕组的一端，电容C8另一端接地；电压互感器T1的一次绕组的另一端也接地；电压互感器T1的二次绕组的一端同时接二极管D2正极和二极管D1负极；电压互感器T1的二次绕组的另一端同时接二极管D3的负极和二极管D4的正极；二极管D2负极同时接二极管D4负极、电容C9一端、电阻R15一端和R16一端，电阻R16另一端同时接电容C10的一端和电阻R17的一端，电容C9另一端和电阻R15另一端同时接二极管D3正极；二极管D3正极同时接二极管D1正极、电容C11一端和稳压管D5正极；电容C11另一端同时接LM358运算放大器U1A的3脚和电阻R17另一端，LM358运算放大器U1A的1脚同时接C10另一端、LM358运算放大器U1A的2脚、电阻R18的一端和NPN三极管Q3的集电极；电阻R18的另一端同时接LM358U3A的3脚和稳压管D5负极；NPN三极管Q3的基极接LM358运算放大器U3A的1脚，NPN三极管Q3的发射极接电阻R19的一端，电阻R19的另一端接滑动变阻器R20线圈的一端，滑动变阻器R20的滑动端接LM358运算放大器U3A的2脚，滑动变阻器R20线圈的另一端接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接稳压管D5的正极；PT2272芯片共有引脚1～引脚18，左上角为引脚1，右上角为引脚18，NPN三极管Q3的发射极还接PT2272芯片的引脚14，PT2272芯片的引脚9接地，PT2272芯片的18脚接正5V电源的同时接电容C12的一端，电容C12另一端接地，PT2272芯片的16脚接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接PT2272芯片17脚，PT2272芯片的9脚-12脚为输出引脚，接到arduino控制模块上。

进一步的，所述电源模块采用5伏的镍铬电池。

进一步的，所述arduino控制模块采用arduino Uno板。

进一步的，所述电机驱动模块采用L298N双H桥电机驱动模块。

进一步的，所述NB-IoT通讯模块采用WH-NB75-B5模块。

进一步的，所述终端采用电脑或手机。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果如下：该设计方案能实现近距离和远距离对小车的控制，不再局限于当下的短距离。同时，该设计方案通过多个滤波电路和稳压电路，大大降低了信号的噪声，提高了信号的稳定性。因为PT2262和PT2272芯片的地址管脚必须一致，也提高了信号的准确度。最后，该方案还具有操作简单，成本较低，功耗低的优点。

当在发射机模块中按开关S1(假设S1键是左转)，则相应开关闭合，PT2262芯片的数据键D0～D3＝1000，PT2262芯片发出对应的包含地址和数据信息的方波，先进行滤波电路，然后经过一个稳压放大模块，通过这两者的相互补充，可以使得发出的信号更稳定，噪声更少，从而能够实现更远距离稳定的传输。同时，放大信号也使信号更易被接收，不受干扰。

发射机模块和接收机模块每当有引脚要接电源等，都外加一个电容接地，可以减噪。

同时，PT2262和PT2272的A0～A7管脚接法必须一致，A0～A7是地址管脚，可以接高电平、悬空和0。只有当PT2262和PT2272的A0～A7的8个管脚接法全一致，信号才能彼此传递，所以也提高了信号传递的准确度。

经过解码，接收机模块的4个输出信号和发射机模块按下的4个开关按键的电平一致，是1000，可以实现简单方便地将信号传递到arduino。

接收机模块将0ut1～4传输给arduino模块，因为out1～4中只有一个会输出高电平，arduino据此发出对应左转指令，发送给电机驱动模块。最后，电机驱动模块控制相应电机的差速转动，完成对应的指令。控制操作简单，不易出错，而且准确度高。

当在远距离实现对小车的控制时，可以在相应网页写入指令，指令发送到云平台上，通过云平台再传输到NB-Iot通信模块上，通信模块再将指令发送给arduino控制板，最后不需要利用遥控器就可以实现小车的远程控制。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的发射机模块结构示意图；

图3为本实用新型的接收机模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地描述。

本实用新型提供的控制系统用于遥控无线遥感小车的控制，无线遥感小车包括小车车体、左右两个主动轮、以及最末尾的一个随动轮。将本实用新型的控制系统搭载在小车车体上，如图1所示，控制系统包括发射机模块(实际上就是遥控手柄)、接收机模块、arduino控制模块、电机驱动模块、电源模块、NB-IoT通讯模块、云平台、终端，所述电源模块为发射机模块、接收机模块以及arduino控制模块提供工作电压，发射机模块通过无线与接收机模块进行通讯，接收机模块、NB-IoT通讯模块以及电机驱动模块均与arduino控制模块相连，所述NB-IoT通讯模块和云平台通过无线相连，终端和云平台通过无线相连。本实施例所述电源模块采用5伏的镍铬电池。所述arduino控制模块采用arduino Uno板。所述电机驱动模块采用L298N双H桥电机驱动模块。所述NB-IoT通讯模块采用WH-NB75-B5模块。所述终端采用电脑或手机。在组装小车时，将2只L型支架安装在小车车体的两边，然后将电机安装到L支架上并使引线朝向内侧，将随动轮安装在车尾，每个主动轮由一个电机驱动，然后在两个主动轮旁安装保护板进行保护。将电源模块安装在车尾平衡小车车体重量。同时，将面包板粘贴在小车车体的正中间，并将电源的两极分别接到面包板上，引出的线接到其余各个模块上。设计一个随动轮是为了方便平衡车体以及便于上坡。当前进时，左右两轮速度一致，转弯时，左右两轮差速。

当要近距离遥控小车时，通过客户手中的发射机模块发射信号，接收机模块接受信号，将信号传送到arduino控制模块上，然后arduino控制模块再传输信号到电机驱动模块上，控制小车的前进后退与转向动作。为了不影响小车的平衡，将两个电机驱动模块对称分布，分别放置在左右两个主动轮的边上。

当要远距离遥控小车时，终端通过云平台连接到NB-IoT通讯模块上，通过NB-IoT通讯模块来传输命令，可以实现对小车的远程控制。终端可以为手机或电脑，通过页面写入命令，传输到平台，最终传输命令到小车上，该命令的传输技术为目前公知的技术手段。同时，NB-IoT可传输数据的距离很广，可以实现超长距离控制。

如图2所示，所述发射机模块包括发射天线、PT2262芯片、LM358芯片、稳压管D2、电感L1、开关S1-S4、滑动变阻器R5、电阻R1-R4、电阻R6-R12、电阻R14、电容C2-C7、NPN三极管Q1-Q2和晶振X1，PT2262芯片共有引脚1～引脚18，左上角为引脚1，右上角为引脚18，引脚9接地，引脚10连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地，引脚11连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，引脚12连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地，引脚13连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地；引脚10同时与开关S1的一端相连，开关S1另一端与正5V电源相连，引脚11同时与开关S2的一端相连，开关S2另一端与5V电源相连，引脚12同时与开关S3的一端相连，开关S3另一端与正5V电源相连，引脚13同时与开关S4的一端相连，开关S4另一端与正5V电源相连；当按下4个按键中的一个，其中一个开关闭合，则在此引脚输入高电平。否则没有输入。引脚14接地，引脚15连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端和引脚16相连；为了滤波，引脚18分别连接正5V电源和电容C2的一端，电容C2的另一端接地；引脚17为芯片信号输出引脚，分别连接电容C3和电阻R3的一端，电容C3的另一端接地，电阻R3的另一端连接电容C4，电容C4另一端接地；电容C4不接地的一端同时连接电阻R4的一端，R3，C3，C4作用是滤波。电阻R4的另一端分别连接LM358芯片的3脚和稳压管D2的负极，稳压管D2的正极接地，LM358芯片的2脚连接到滑动变阻器R5的滑动端，滑动变阻器R5线圈的一端连接电阻R7的一端，滑动变阻器R5线圈的另一端连接电阻R6，电阻R7另一端接地，电阻R6的另一端连接NPN三极管Q1的发射极，NPN三极管Q1的基极与LM358芯片的1脚相连，NPN三极管Q1的集电极与电容C4不接地的一端相连。放大器的这一部分的作用是稳压。NPN三极管Q1的发射极同时连接电阻R12的一端和电感L1的一端，电阻R12的另一端连接到三极管Q2的基极，电感L1的另一端连接到NPN三极管Q2的集电极，NPN三极管Q2的基极同时连接到电容C5的一端和电阻R11的一端，电容C5的另一端和电阻R11的另一端都接地；NPN三极管Q2的发射极同时连接晶振X1的一端和电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，晶振X1的另一端同时连接电容C6的一端和电容C7的一端，电容C7的另一端接地，NPN三极管Q2的集电极同时连接到C6的另一端和天线，这一部分是石英晶体振荡器电路，用于产生高频正弦波。信号从发射天线输出。信号从发射天线输出。当按下开关S1(假设为左转)，此时PT2262芯片的引脚10～13＝1000，此时PT2262的引脚17发出含有对应地址和数据信息的信号，先经过一个滤波电路，滤去噪声，然后再经过一个稳压电路，使得信号得以放大并进一步加强稳定，然后再经过一个晶振振荡器，只有当PT2262芯片的引脚17有输出，同时达到晶振振荡频率时，才能发出正弦波。所以最后通过天线发出一串高频正弦波。按下开关S2-S4，原理和上述相似。开关S1-S4分别代表左转、前进、后退和右转四个功能，在发射机模块中，开关的1脚平时为低，合后为高。

如图3所示，所述接收机模块包括接收天线、LM358运算放大器U1A、LM358运算放大器U3A、电容C8-C12、电阻R15-R19、滑动变阻器R20、电阻R21-R22、整流二极管D1-D4、稳压二极管D5、NPN三极管Q3、电压互感器T1、PT2272芯片，接收天线接收发射天线输出的信号，接收天线后分别接电容C8的一端和电压互感器T1的一次绕组的一端，电容C8另一端接地；电压互感器T1的一次绕组的另一端也接地；电压互感器T1的二次绕组的一端同时接二极管D2正极和二极管D1负极；电压互感器T1的二次绕组的另一端同时接二极管D3的负极和二极管D4的正极；二极管D2负极同时接二极管D4负极、电容C9一端、电阻R15一端和R16一端，电阻R16另一端同时接电容C10的一端和电阻R17的一端，电容C9另一端和电阻R15另一端同时接二极管D3正极；二极管D3正极同时接二极管D1正极、电容C11一端和稳压管D5正极；电容C11另一端同时接LM358运算放大器U1A的3脚和电阻R17另一端，LM358运算放大器U1A的1脚同时接C10另一端、LM3158运算放大器U1A的2脚、电阻R18的一端和NPN三极管Q3的集电极；电阻R18的另一端同时接LM358U3A的3脚和稳压管D5负极；NPN三极管Q3的基极接LM358运算放大器U3A的1脚，NPN三极管Q3的发射极接电阻R19的一端，电阻R19的另一端接滑动变阻器R20线圈的一端，滑动变阻器R20的滑动端接LM358运算放大器U3A的2脚，滑动变阻器R20线圈的另一端接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接稳压管D5的正极；PT2272芯片共有引脚1～引脚18，左上角为引脚1，右上角为引脚18，NPN三极管Q3的发射极还接PT2272芯片的引脚14，PT2272芯片的引脚9接地，PT2272芯片的18脚接正5V电源的同时接电容C12的一端，电容C12另一端接地，PT2272芯片的16脚接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接PT2272芯片17脚，PT2272芯片的9脚-12脚为输出引脚，接到arduino控制模块上。通过接收天线接收高频正弦波，然后经过一个整流电路，将正弦波变成有些许噪声的方波，然后通过一个低通滤波器，滤去周围可能的噪声，然后，再通过一个稳压电路，可以将方波变得更加接近理想状况。令PT2272芯片的引脚1～8和PT2262芯片的引脚1～8一致，通过输入方波到引脚14，引脚10～13可以还原到原来发射机模块的1000，然后传输的arduino控制模块上。

因为对应左转的引脚置1，arduino传送信号到电机驱动模块上，最后传输到电机上，小车的左右两轮差速左转。当在远距离实现对小车的控制时，可以在相应网页写入指令，指令发送到云平台上，通过云平台再传输到NB-Iot通信模块上，通信模块再将指令发送给arduino控制模块，最后不需要利用遥控器(发射机模块)就可以实现小车的远程控制。

Claims (6)

1.一种无线遥控小车的控制系统，其特征在于，包括发射机模块、接收机模块、arduino控制模块、电机驱动模块、电源模块、NB-IoT通讯模块、云平台、终端，所述电源模块为发射机模块、接收机模块以及arduino控制模块提供工作电压，发射机模块通过无线与接收机模块进行通讯，接收机模块、NB-IoT通讯模块以及电机驱动模块均与arduino控制模块相连，所述NB-IoT通讯模块和云平台通过无线相连，终端和云平台通过无线相连；

所述发射机模块包括发射天线、PT2262芯片、LM358芯片、稳压管D2、电感L1、开关S1-S4、滑动变阻器R5、电阻R1-R4、电阻R6-R12、电阻R14、电容C2-C7、NPN三极管Q1-Q2和晶振X1，PT2262芯片共有引脚1～引脚18，左上角为引脚1，右上角为引脚18，引脚9接地，引脚10连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地，引脚11连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，引脚12连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地，引脚13连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地；引脚10同时与开关S1的一端相连，开关S1另一端与正5V电源相连，引脚11同时与开关S2的一端相连，开关S2另一端与5V电源相连，引脚12同时与开关S3的一端相连，开关S3另一端与正5V电源相连，引脚13同时与开关S4的一端相连，开关S4另一端与正5V电源相连；引脚14接地，引脚15连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端和引脚16相连；引脚18分别连接正5V电源和电容C2的一端，电容C2的另一端接地；引脚17为芯片信号输出引脚，分别连接电容C3和电阻R3的一端，电容C3的另一端接地，电阻R3的另一端连接电容C4，电容C4另一端接地；电容C4不接地的一端同时连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接LM358芯片的3脚和稳压管D2的负极，稳压管D2的正极接地，LM358芯片的2脚连接到滑动变阻器R5的滑动端，滑动变阻器R5线圈的一端连接电阻R7的一端，滑动变阻器R5线圈的另一端连接电阻R6，电阻R7另一端接地，电阻R6的另一端连接NPN三极管Q1的发射极，NPN三极管Q1的基极与LM358芯片的1脚相连，NPN三极管Q1的集电极与电容C4不接地的一端相连，NPN三极管Q1的发射极同时连接电阻R12的一端和电感L1的一端，电阻R12的另一端连接到三极管Q2的基极，电感L1的另一端连接到NPN三极管Q2的集电极，NPN三极管Q2的基极同时连接到电容C5的一端和电阻R11的一端，电容C5的另一端和电阻R11的另一端都接地；NPN三极管Q2的发射极同时连接晶振X1的一端和电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，晶振X1的另一端同时连接电容C6的一端和电容C7的一端，电容C7的另一端接地，NPN三极管Q2的集电极同时连接到C6的另一端和天线，信号从发射天线输出；

所述接收机模块包括接收天线、LM358运算放大器U1A、LM358运算放大器U3A、电容C8-C12、电阻R15-R19、滑动变阻器R20、电阻R21-R22、整流二极管D1-D4、稳压二极管D5、NPN三极管Q3、电压互感器T1、PT2272芯片，接收天线接收发射天线输出的信号，接收天线后分别接电容C8的一端和电压互感器T1的一次绕组的一端，电容C8另一端接地；电压互感器T1的一次绕组的另一端也接地；电压互感器T1的二次绕组的一端同时接二极管D2正极和二极管D1负极；电压互感器T1的二次绕组的另一端同时接二极管D3的负极和二极管D4的正极；二极管D2负极同时接二极管D4负极、电容C9一端、电阻R15一端和R16一端，电阻R16另一端同时接电容C10的一端和电阻R17的一端，电容C9另一端和电阻R15另一端同时接二极管D3正极；二极管D3正极同时接二极管D1正极、电容C11一端和稳压管D5正极；电容C11另一端同时接LM358运算放大器U1A的3脚和电阻R17另一端，LM358运算放大器U1A的1脚同时接C10另一端、LM358运算放大器U1A的2脚、电阻R18的一端和NPN三极管Q3的集电极；电阻R18的另一端同时接LM358 U3A的3脚和稳压管D5负极；NPN三极管Q3的基极接LM358运算放大器U3A的1脚，NPN三极管Q3的发射极接电阻R19的一端，电阻R19的另一端接滑动变阻器R20线圈的一端，滑动变阻器R20的滑动端接LM358运算放大器U3A的2脚，滑动变阻器R20线圈的另一端接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接稳压管D5的正极；PT2272芯片共有引脚1～引脚18，左上角为引脚1，右上角为引脚18，NPN三极管Q3的发射极还接PT2272芯片的引脚14，PT2272芯片的引脚9接地，PT2272芯片的18脚接正5V电源的同时接电容C12的一端，电容C12另一端接地，PT2272芯片的16脚接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接PT2272芯片17脚，PT2272芯片的9脚-12脚为输出引脚，接到arduino控制模块上。

2.根据权利要求1所述的一种无线遥控小车的控制系统，其特征在于，所述电源模块采用5伏的镍铬电池。

3.根据权利要求1所述的一种无线遥控小车的控制系统，其特征在于，所述arduino控制模块采用arduino Uno板。

4.根据权利要求1所述的一种无线遥控小车的控制系统，其特征在于，所述电机驱动模块采用L298N双H桥电机驱动模块。

5.根据权利要求1所述的一种无线遥控小车的控制系统，其特征在于，所述NB-IoT通讯模块采用WH-NB75-B5模块。

6.根据权利要求1所述的一种无线遥控小车的控制系统，其特征在于，所述终端采用电脑或手机。