晖常完美

北理工智能控制大赛——晖常完美队之硬件设计篇

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  北京理工大学第四届智能控制大赛即将拉开帷幕,同学们非常积极,共有18组队伍报名参加了比赛。如今小车的制作在如火如荼的进行当中。

  这几天来我们队的硬件部分已经完成,下面我对小车的硬件设计谈谈自己的看法与感想。

  硬件的设计主要包括两个方面,电路的设计和机械结构的设计。DSP智能车的主要工作原理就是采用56F8013VF DSP开发板和一块通用板为基础,经焊接相关控制芯片而成,通过I/O口检测信号,输出PWM信号控制直流电机的运转,停止和其转速。

  电路的设计包括三个模块,升压模块,驱动模块,检测模块。其中,升压模块的作用是将给定的5V左右的电压升到12V,这样可以提高电机的转速,在制作的过程中要注意的是升压稳压芯片LM-2577的后缀应该是ADJ,而不是-12,因为它们的升压电路是不一样的,我们当时买的时候就买错了,结果半天没测试出来,希望大家引以为戒。驱动芯片用的是L293D,采用H桥进行控制,PWM波控制四个开关的导通关断,两组对角的开关相互切换导通可以控制电机的转向,PWM输出信号的高低则可以控制直流电机转动的快慢,当占空比大时,转速高,占空比小时,转速低,所以当PWM输出占空比为0时可控制电机停止。检测电路用的传感器是红外光电对管,根据不同颜色对红外光的反射率不同,白色很高,黑色很低。所以当发射管发出红外光线经白色线时,绝大部分都被黑色管接收,处于导通状态,输出高电平,而红外光经黑色线时,接收不足,黑色管无法导通,输出低电平。然后将输出的高低电平加入到LM393比较器当中,与一个比较电压进行比较,这样就可以得到一个DSP可以识别的高低电平。输出的高低电平经GPIO口接入DSP中,通过一定的算法即可判断决策,从而输出控制信号,控制小车的循迹运动。

  电路的机械结构设计方面我们想到了以下几点,首先,为了保证小车的前瞻,我们将光电管放在小车底盘的前端,将轮子放在小车底盘的后端,这样在检测到线路变化时可提前做好准备,进行控制。其次,我们将电池和主控芯片也放在后端车轮之上,这样可以保持重心尽量在一条竖直线上,使小车转弯时的转动惯量减小,增强其稳定性。还有,由于我们组电池夹在小车中间,电池盒上的开关不易使用,因此在外面焊接一个开关,并接上一个指示灯,来显示是否供电,非常方便。

  PS:附件中附上一些电路的原理图 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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