智能电动车项目设计报告

《智能电动车项目设计报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、HefeiUniversity2013年暑期电子设计竞赛培训项目报告项目名称：智能电动车班级：11级电子（1）班作者姓名：指导教师：完成时间：2015年8月19日智能电动车摘要本设计以雄片机ATmegal28为控制核心，应用恃感器技术实际制作了一个智能电动车。整个系统采用红外对管实现寻迹功能，光敏电阻实现寻光功能，红外避障传感器躲避障碍物，接近丌关探测金展以及槽型光耦检测速度等。全程行驶时问小于90s,较好的完成了基本部分和发挥部分的要求。关:传感器寻迹寻光智能电动车一、系统总体方案木系统以单片机ATmegal28为控制

2、核心，应用传感器技术实际制作了一个智能电动车，如阁1,系统总体框阁。通过红外对管进行路而检测，按照跑道的黑线行驶，使用接近开关探测金属并将探测到的金属数目信息传递给单片机，通过避障传感器躲避障碍物，最后使用由光敏电阻与比较器组成的寻光电路实现小车的寻光入库功能。本系统应用各类传感器技术实现小车的自动控制，通过单片机控制电机驱动，对检测到的金属物进行声光报警，计时并显示。计时电机驱动声光报警显示辅助电源►图1系统总体框图二、方案设计与论证1.电机驱动方案选择根据题意，为使小车能够实现频繁的无级快速启动、制动和反转等功能，且

3、很好地达到指标要求，操作简单，我们选用电路相对简单、更易于购买的普通的直流电机作为动力源，以下对于电机的驱动电路有两种方案可以实现：方案一：采用电限网络或数字电位器调整电动机的分压实现调速。但是电限网络只能实现有级凋速，且数字电阻的元器件价格比较昂贵，更主要的问题是一般电动机的电阻比较小，但电流很大，分压不仅会降低效率，而且实现很困难。方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过控制开关的切换速度实现对小车的速度进行调整。这个电路的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时问1<:，易损坏，寿命较短，可靠性不高。方案三

4、：采用由达林顿管组成的双H型驱动电路。内含两个H桥的高电压人电流全桥式驱动器，吋以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；爲宥两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况1允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。此电路灵活性高，能够完全满足指标要求。综合分析我们选定方案三，双H桥驱动电路。1.路面检测方案论证与比较根据题目各项指标分析，要求使小车能够进行路面检测，实现寻迹功能，为此，我们设计以下三种方案：方案一

5、：吋见光发光二极管与光敏二极管组成的发射接收模块。这种方案在其他环境卜光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰,一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判：里然采用超高亮发光二极管可以降低一定的干扰，但这乂将增加额外的功率消耗。方案二：采用红外对管。红外对管是红外线发射管与光敏接收管，组成。由于采用了红外线管代替普通可见光管，吋以降低环境光源对接收管的十扰；电路简单，能够实现本设计的各种寻迹要求。基于上述考虑，我们选定方案二，采用红外对管实现小车的寻迹功能。1.车轮测速的选择木作品屮，要求小车实吋显示路程，需要对车轮速度进

6、行测量并通过程序算法进行分析计算，以下有两种方案可以实现：方案一：采用霍尔集成片。该器件内部育三片霍尔金属板组成，当磁铁正对着金展板时，由于霍尔效应，金展板发生横向导通，因此可以在车轮上安装磁片，而将霍尔集成片安装在固定车架上，通过对脉冲的计数进行车速测量。方案二：采用光电码盘进行检测。旋转轴转动，带动码盘转动，码盘上刻有许多狭缝，码盘转动吋发射光透过狭缝被接收元件接收。用计数器对接收到的信号进行计数。用这种方案能很精确地算出小车已经走过的距离。将信号整形I；•送入计数器。综4分析，W种转速测量方案都是比较可行的，霍尔元

7、件在工业上得到广泛采用，但木题小车的车轮较小，磁片安装十分W难，容易产生相互干扰。而方案二较适用于精度较高，体积受限制的场合。基于此，我们选定方案二，应用码盘测速。三、理论分析与计算1.路程测量电路计算本设计中所用的编码器滚轴共有20个透光格，所用的电动车车轮的周长约为19cm,滚轴和车轮的岡心在同一直线上，滚轴的转速和车轮转速是同步的。小车工作吋，光敏三极管会产生一个个的脉冲，单片机ATmegal28对脉冲计数,当需要计算距离时，只需将所计的脉冲总数除以20,得到车轮的圈数，再乘以枪轮子的周长19cm就得到距离值［1］

8、，即：5=—xl920其中，S为距离，N为脉冲总数。电路与程序设计1.电机模块电路设计本系统采用L298作为电机的驱动电路，驱使小车车轮转动。L298引脚的功能说明：两个H桥的电流反馈脚为SEN1、SEN2（即1号、15号引脚），分别为不用时可以直接接地；输出端为1Y1、1Y2（5卩2号、3号引脚）输岀端为2Y1、2