电动车设计

用51单片机设计解决电动车在跷跷板上的运行和控

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2018-01-01 11:04    浏览次数:     

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  按照标题问题中小车行驶全程的时间要求,可知小车的行驶速度很慢,通俗的电机很难满脚此速度要求,而曲流减速电机能够满脚此要求,且具有很大的动弹力矩,不会正在倾斜面呈现堵转环境。故我们采用曲流减速电机。

  方案一:所有器件采用单一电源(5节五号电池)。如许供电比力简单,可是因为电动机启动霎时电流很大,会形成电压不稳、有毛刺等干扰,严沉时可能会形成单片机系统掉电,使之不克不及完成预定行程。

  本设想为加入电子设想竞赛而做,较好地处理了电动车正在跷跷板上的运转和节制问题,系统布局比力简单,节制比力精确。

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  阐发:绝大部门定位都是小车前进标的目的的前头两个探头全数压上定为线刚刚刚好泊车,正在少少数环境下(跷跷板上寻迹线弯度较大时),小车前方探头还未接触定位线以至刚起头起跑就会泊车,察看现象阐发缘由,当寻迹线弯度较大,小车不克不及无效改正过大误差时,导致前方两探头有可能先后同时检测到黑色寻迹线,致使小车泊车。

  正在均衡检测电中,我们使用了高精度角度传感器,此传感器通过对本身偏离程度角度的丈量,对应线性输出必然范畴内的电压值。根据标题问题的要求,我们阐发得出小车随跷跷板上下摆动幅度正在正负4度角时即认为其处于均衡形态。而此角度传感器正在此区间内的活络度最高,其输出电压为2.45-2.55伏之间。将此输出电压经比力放大,然后通过A/D转换器转换成数字量通入到单片机中。可是因为整个变化范畴只要0.1度角,任何轻细的干扰城市使丈量成果发生严沉的误差。用A/D转换又会使精度降低,干扰过大,又由于现实中很难做到实正的静态均衡,所以我们最终决定采用动态寻找均衡的体例,因而用分压电和电压比力器制做信号电,按照信号端的变化节制小车,使角度传感器的电压输出连结正在2.45-2.55伏之间,经多次测试取细心调试,该电可很好的满脚要求。均衡检测电如图5所示。

  便宜跷跷板:长1600mm、宽300mm,跷跷板底距地面或桌面的距离为70mm。两头画有50mm宽的黑色寻迹线 测试成果取阐发

  正在选用驱动模块方面有以下两种方案:一是采用公用驱动芯片。该芯片集成度高,占用空间小,次要使用于电机调速场所,但价钱较高。二是采用晶体三极管驱动电。因为电动车所要求的功能比力简单,用晶体三极管驱动就能够了,故我们最初决定用第二种方案。

  方案二:便宜红外探头电。此种方式简单,价钱廉价,活络度可调,但易遭到四周影响,出格是较强光照对检测信号的影响,会形成系统不不变。再

  探测面黑色寻迹线的道理:光线映照到面并反射,因为和白纸的反射系数分歧,可按照接遭到反射光强弱由传感器发生凹凸电平并最终通过单片机判断能否达到或偏离跑道。

  采用型号为E3F-DS30C4集成断续式光电开关探测器,该探头输出端只要三根线(电源线、地线、信号线),只需将信号线接正在单片机的I/O口,然后不断地对该I/O口进行扫描检测,当其为高电日常平凡则检测到白纸,当为低电日常平凡则检测到区域。小车前进(倒退)时,一直连结正在车头(车尾)两个传感器之间,当小车偏离时,探测器一旦探测到有,单片机就会按照事后编定的法式发送指令给小车的节制系统,节制系统再对小车径予以改正。当小车回到了轨道上时,车头(车尾)两个探测器都只检测到白纸,则小车继续曲线行走,不然小车会持续进行标的目的调整操做,曲到小车恢复一般。

  按照标题问题的根基要求,设想使命次要完成电动车正在时间内按径不变行驶,并能具有连结均衡功能,同时对行程中的相关数据进行处置显示。为完成响应功能,系统能够划分为以下几个根基模块:电动机驱动模块、寻迹线探测

  方案二:双电源供电。电动机驱动电源采用5节5号电池(大容量2.3Ah电池),单片机及其外围电电源采用另一组3节5号电池(大容量2.3Ah电池)供电,两电源完全分隔,如许做虽然不如单电源便利矫捷,但能够将电动机驱动所形成的干扰完全消弭,提高了系统不变性。

  若采用LED,错误谬误是占用单片机接口太多,显示消息量少,需要轮回显示,占用太多法式资本。而采用LCD,只占用单片机6条I/O线,同时显示消息量大,矫捷多变显示多种消息。因而,我们拟采用后者。

  方案二:采用角度传感器。该集成芯片为公用的程度倾角丈量芯片,具有体积小、活络度高、简单、靠得住等长处,可高度满脚该题对均衡角度的切确要求。

  方案三:集成式红外探头。能够采用集成断续式光电开关探测器,它具有集成度高、工做机能靠得住的长处,只须调理探头上的一个旋钮即能够节制探头的活络度。此种探头还能无效地防止通俗光源(如日光灯等)的干扰。红外探测器E3F-DS30C4见图3。

  方案一:由可见光发光二极管光敏二极管构成的发射-领受电,如图2所示。该方案成本较低,易于制做,但其错误谬误正在于四周光源会对光敏二极管的工做发生很大干扰,一旦亮光前提改变,很可能形成误判和漏判;若是采用超高亮发光管和高活络度光敏管能够降低必然的干扰,但又将添加额外的功率损耗。

  当开机时,系统复位,然后系统判断工做模式,被选定工做模式1或工做模式2后,系统期待5秒钟,然后进入从动计时运转形态。

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  电动机驱动电如图6所示。该驱动电中的J1接电机,MOT1和MOT2接凹凸电平来节制电机的正反转,进而节制电机的前进和撤退退却以及摆布转向。

  方案一:断续式光电开关。正在跷跷板两端的地面上各放置一个,调理活络度使其正在必然范畴内领受不到反射光发生低电平,从而认为达到均衡形态,由单片机节制小车活动形态使跷跷板达到动态均衡。然而此方案均衡节制不活络,难以调理,还需用导线取单片机传输信号,使小车得到性。

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  模式1为电动车运转及标的目的调整法式,使电动车按预定线运转,而且正在小车偏离轨道后从动调整使小车从动前往预定线,而且节制LCD及时显示运转时间。模式2为均衡检测及均衡连结法式,正在此法式节制下小车从动寻找均衡点,并正在均衡点附近进行正向或反向运转,最终达到动态均衡。

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