資源描述：
《無線遙控循跡小車設(shè)計方案》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、無線遙控循跡小車設(shè)計方案1方案設(shè)計與論證本次競賽要求制作的小車能夠循黑線前進并且達到競速的目的，而且要顯示走過的時間和速度。并且有按鍵起車與聲光語言提示。根據(jù)題目的要求，我們組設(shè)計了以下幾種方案并對各方案進行了論證與分析。1.1電機驅(qū)動部分論證與分析方案1：采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整電動機的分壓，從而達到調(diào)速的目的。但是電阻絡(luò)只能實現(xiàn)有級調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價格昂貴。更主要的問題在于一般電動機的電阻較小，但電流很大；分壓不僅會降低效率，而且很難實現(xiàn)。方案2：采用繼電器對電動機的開或關(guān)進行控制，通過開關(guān)的切換對小車的速度進行調(diào)整。方案的優(yōu)點是電路較為簡單
2、，缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢，機械結(jié)構(gòu)易損壞，壽命較短，可靠性不高。方案3：采用達林頓管TIP4組成的PWM電路。用單片機控制達林頓管使之工作在占空比可調(diào)的狀態(tài)，精確調(diào)整電機轉(zhuǎn)速。方案4：采用L298N來控制電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)小車的前進和后退，并且如果再利用上PWM，就可以實現(xiàn)整車的加速與減速，精確小車的速度?；谏鲜隼碚摲治?，擬選擇方案4。1.2傳感器探測部分論證與分析方案1：用光敏電阻組成光敏探測器。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。當光線照射到白線上面時，光線發(fā)射強烈，光線照射到黑線上面時，光線發(fā)射較弱。因此光敏電阻在白線和黑線上方時，
3、阻值會發(fā)生明顯的變化。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平。但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。因此我們考慮其他更加穩(wěn)定的方案。方案2：用紅外發(fā)射管和接收管自己制作光電對管尋跡傳感器。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射，若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。這樣自己制作組裝的尋跡傳感器基本能夠滿足要求，但是工作不夠穩(wěn)定，且容易受外界光線的影響，因此我們放棄了這個方案。方案3：用RPR220型光電對管。RPR220是一種一體化反射型光電探測器，其
4、發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度，硅平面光電三極管。簡單實用，特別適合我們這次的制作?；谏鲜隼碛晌覀冞x擇了方案3。191.1電機部分論證與分析方案一：采用直流電機直流電機速度快，價格便宜，通過調(diào)節(jié)電流來改變速度，驅(qū)動電路簡單，調(diào)速范圍廣，調(diào)速特性平滑。但其轉(zhuǎn)距小，帶有大負載時很容易堵轉(zhuǎn)；而且由于其速度較快，不易控制，精確度低，不適合應(yīng)用在本題。方案二：采用步進電機步進電機是一種能將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的機構(gòu)，通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，其精確度高，但控制相對較繁瑣。方案三：采用減速電機
5、減速電機也是通過控制電流來改變速度的，而且其內(nèi)部有減速齒輪箱，轉(zhuǎn)距大，而且易控制，速度較步進電機快。通過分析題目要求，減速電機可以達到題目要求的精度，而且價格適中，控制簡單。綜上所述，我們決定采用方案3——減速電機。1.2顯示部分論證與分析方案1：使用數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管顯示具有亮度高，色彩選擇多的優(yōu)點，但是數(shù)碼管占用I/O資源多，控制復(fù)雜，功耗較大，顯示信息量較少且單一。方案2：使用1602液晶屏顯示。液晶顯示驅(qū)動簡單，易于控制，功耗小，且顯示信息量大，可以直觀地觀測到小車的位置及速度信息?；谏鲜隼碚摲治?，我們決定選擇方案2。1.3電源部分論證與分析方案1
6、：采用2節(jié)4.2V可充電式鋰電池串聯(lián)共8.6V給直流電機供電，經(jīng)過7805的電壓變換后給支流電機供電，給單片機系統(tǒng)和其他芯片供電。但由于電壓不太夠，價格昂貴，因此，我們放棄了。方案2：采用:9V蓄電池為直流電機供電，將12V電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(tǒng)和其他芯片供電。蓄電池具有較強的電流驅(qū)動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。但蓄電池的體積過于龐大，使用極為不方便。方案3：采用3節(jié)3.7V鋰電池供電，電壓達到11v，經(jīng)7805穩(wěn)壓后給支流電機供電，給單片機系統(tǒng)和其他芯片供電。但價錢還是太貴。基于上述理論，我們選擇方案2。1.4控制單元部分論證與分析方案1：采用純數(shù)字
7、電路19該方案外部檢測采用光電轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)控制部分采用數(shù)字電路譯碼對小車電動機兩端電壓調(diào)整，來控制小車的運行。時間和行程用加法器進行計數(shù)。此系統(tǒng)的設(shè)計將會使電路過于復(fù)雜，調(diào)試時需要改變硬件電路，機動性差。方案2：用單片機控制用光電檢測不同的信號，并經(jīng)單片機對其處理，傳送給L298信號，使其控制電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。通過單片機內(nèi)部定數(shù)器/計數(shù)器進行定時、計數(shù)，在用單片機串行輸入/輸出口進行顯示控制。此方案電路成熟、工作穩(wěn)定、容易實現(xiàn)控制。為能更好的實現(xiàn)題目的各種設(shè)計要求，所以我們選用第二種方案。用單片機進行控制。其工作框圖如下：開始光電檢測STC89C52小車正反轉(zhuǎn)
8、顯示路程顯示速度單片機控制工作圖1原理分析與硬件電路
