基于電磁傳感器的智能車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2．2．1 元件選擇
電磁傳感器檢測(cè)賽道信息的原理是通過(guò)電感和電容組成的LC諧振電路檢測(cè)賽道的信號(hào)，然后將檢測(cè)到的信號(hào)通過(guò)運(yùn)算放大器LM358進(jìn)行放大，由于小車(chē)需要識(shí)別的頻率為20 kHz，所以在諧振電路中，選取10mH的細(xì)繞組電感、6．8 nF的低頻瓷介電容。
2．2．2 電磁傳感器的排列方式
電磁傳感器在小車(chē)前方一字形均勻布局簡(jiǎn)單排布。這種信息檢測(cè)方法相對(duì)連貫、準(zhǔn)確，使控制程序算法簡(jiǎn)單，小車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定。傳感器電路圖如圖4所示。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/159461.htm
2．2．3 起跑識(shí)別裝置
電磁組起跑線安裝的是永久磁鐵，永久磁鐵的數(shù)據(jù)：直徑：7．5-15mm；高度：1-3mm；表面磁場(chǎng)強(qiáng)度：3000-5000Gs。磁場(chǎng)檢測(cè)電路尚不能夠直接用于檢測(cè)起跑線的永磁鐵，所以選擇干簧管檢測(cè)起跑線。當(dāng)干簧管置于磁場(chǎng)中時(shí)，兩極吸合，干簧管導(dǎo)通。如果在其兩端加上限流電阻和電極，就可以實(shí)現(xiàn)脈沖輸出到單片機(jī)進(jìn)行中斷控制，在程序中控制小車(chē)的延時(shí)、起跑和停止。干簧管電路如圖5所示。
2．3 車(chē)速檢測(cè)模塊
本系統(tǒng)選擇日本OMRON公司生產(chǎn)的E6A2CW3C增量式光電編碼器測(cè)速。光電式旋轉(zhuǎn)編碼器由光柵盤(pán)和光電檢測(cè)裝置組成。光柵盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。該編碼器提供兩相輸出，體積小，質(zhì)量輕，線數(shù)多，能夠滿足需要。另外，專(zhuān)門(mén)選用了齒數(shù)較少的傳動(dòng)齒輪，有利于提高編碼器與電機(jī)的轉(zhuǎn)速比，使相同速度下采到的脈沖數(shù)更多，有效提高了速度反饋的精度。
2．4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
本系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)選擇英飛凌公司的BTS7970B驅(qū)動(dòng)芯片，由單片機(jī)的PWM模塊發(fā)出不同占空比的PWM信號(hào)來(lái)控制行進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。BTS7970B芯片通過(guò)PWM信號(hào)開(kāi)啟關(guān)閉通道，輸出不同電壓控制行進(jìn)電機(jī)。由于BTS7970B是半橋芯片，驅(qū)動(dòng)電路使用兩片BS7970組成一個(gè)全橋用以驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖6所示。
2．5 舵機(jī)控制模塊
本系統(tǒng)舵機(jī)控制模塊的控制對(duì)象是比賽組委會(huì)提供的S-D5型數(shù)碼舵機(jī)，該舵機(jī)可以輸出力矩驅(qū)動(dòng)智能車(chē)轉(zhuǎn)向。圖7為舵機(jī)硬件電路，其中控制信號(hào)線與MC9S12XS128的PWM5相連。
評(píng)論