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智能小车主控系统电路设计图剖析 —电路图天天读(218)

2022-05-08 09:46分类:电路图 阅读:

 

  伴随着科学技术的不断发展,智能化电子设备发展趋势流程持续加速,各种各样运用层级的智能机器人等很多发生,现阶段运用在智能车或智能机器人的微处理器关键是8/16单片机设计或ARM和数字化信号转换器DSP等。本设计方案选用TI公司生产制造的功能损耗低运作速度更快且价格低的MSP430F2274为关键,躲避障碍物检验选用激光测距精确的超音波感应器,该感应器收集小轿车周边的条件数据并传达给MSP430开展程序流程分辨解决,进而实现操纵小轿车全自动躲避障碍物的目地。

  主板芯片

  该设计方案是以MSP430F2274单片机设计为操纵的关键部件。MSP430是一款16位的超功耗低单片机设计,选用了精简指令集(RISC)构造,具备多种多样的寻址方式,片内資源丰富多彩,解决功能强劲、系统软件工作中平稳,主要是它具备多通道PWM輸出,以做为该设计方案电机控制系统的有益資源,系统软件主控芯片设计图纸如图2所显示。

  

  图2 系统软件主控芯片设计图纸

  超声波模块

  躲避障碍物是智能车健身运动全过程中最主要的作用,而躲避障碍物主要是明确智能机器人本身与路障的间距而且精准定位。小轿车的躲避障碍物检测组件选用 SRF08超音波收取和发送控制模块,其波頻率为40 kHz,检验间距范嗣为3 cm~6 m,SDA和SCL各自为操纵端和协调器,设计方案共选用4个超音波收取和发送控制模块各自组装在车子的正前,左前方和右前方和后才,4个控制模块各自接进MSP430单片机设计的I/OP1.0、I/OP1.1、I/OP1.2、I/OP1.3、I/OP1. 4、I/OP1. 5、I/OP1.6、I/OP1.6端口号上,选用I/O开启激光测距,单片机设计给SDA给予25μs上拉电阻数据信号,控制模块全自动推送八个40 Hz波形,而且检验是不是有回到数据信号,若有回到数据信号,SCL引脚輸出上拉电阻,上拉电阻不断的时间就是超音波从发送到返还的時间,进而估算出超音波从发送到接受常用的時间t,常温状态声波频率在空气中的快速传播(在其中T为摄氏温度),这时可获得是不是躲避障碍物的间距为s=vt/2。

  温度测量和开关电源

  为了更好地使测算的距離更精准而不会受到环境温度危害,该设计方案中添加了DS18B20温度感应器接进I/OP4.6上,即时检验智能机器人周边环境的溫度T(T的值能精准到小数位后3位),以调整波速的散播公式计算V,进而提升激光测距的精准度。因为MSP430工作标准电压较大是3.3 V,电机驱动器选用12 V工作电压,限速控制模块和超声波模块选用5 V工作电压,因此选用LM7812、LM7805和LM1117构成稳压电源电路。。

  

  图3 电机驱动器控制模块

  电机驱动器控制模块

  电机驱动器控制模块是智能小车的关键构成部分,它和电动机一同构成智能车的健身运动自动控制系统。该制定的主动轮是由两个M1和M2沟通交流稀土永磁同步电动机,因而选用的直流伺服电机是高电压大电流量大功率的L298N双H桥集成电路芯片,L289N能够推动2个电动机,根据操纵键入端IN1-IN4数据信号,来操纵 H桥的导通,促使电动机产生正反转或终止,根据操纵L298N的串口端EnA、EnB,选用技术性完善的PWM变速基本原理来调节马达的转速比,进而实现操纵小轿车运作的速度和转为的目地。为了更好地预防在起停电动机的一瞬间所建立的意见反馈电流量毁坏L298N,因而在L298N輸出端与电动机中间添加八个二极管产生续流做到保障的功效,再者为了更好地避免L298N输出负载端电动机对键入端数据信号传送造成危害,及其对MSP430集成ic造成不好的影响,在L298N的讯号键入端根据联接 TLP521可操纵的光学电藕合元器件,做到对L298N数据信号键入前面的数据信号线路与负荷的彻底防护,进而提高了线路的安全系数,降低了电源电路信号干扰。本设计方案中的驱动电机选用的是波形推动的沟通交流稀土永磁同步电动机,该马达的转速比与推动数据信号的頻率正相关,构造简易,变速特性优质,运作稳定且有利于维护保养。其电机驱动器和模块电源电路如图所示3所显示。

  编写评价:详细介绍一种根据MSP430F2274单片机设计为关键的智能车。小轿车选用超声波传感器技术性完成全自动躲避障碍物,与此同时根据音频板块来广播出小轿车与路障的间距。为了更好地使激光测距不会受到环境温度危害,用温度感应器即时检验小轿车周边环境的溫度并调整间距计算方法的主要参数,选用光电编码器来检验小轿车的速率,应用PID控制优化算法和PWM来操纵汽车的精准平稳的运作,进而实现期望的制定总体目标。智能车牵涉到高級计算机系统控制、机械制造、自动化技术等许多课程。

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