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1、,基于S12微处理器的智能车 硬件设计(电磁组) 和谐号 设计者：王维琦 同组队员：张文涛、唐传宗,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,第一部分：智能车的总体设计 第二部分：硬件系统设计与实现 第三部分：机械部分设计与实现 第四部分: 今后努力的方向,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,一、智能车的总体设计 1.1智能车的总体框图,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,1.2智能车的基本准备,1.2.1 理论基础 计算机控制技术、单片机技术、C语言、传感器与检测技术、电机与拖动、模数电及电路基础、自动控制理论、机械设计基础等学科 1.2.2 动手能力和创新能力 常见电源电路和驱动电路设计 新的一
2、些寻迹算法的提出等,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,二、硬件系统设计与实现,1)电源部分 2）电机驱动部分 3）舵机部分 4）图像采集部分 5）测速部分,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,2.1电源模块 2.1.1电池的使用方法,参数：,电压：1.26=7.2 v 容量：2000mAh,放电曲线（在3A的大电流放电条件下得到的结果）,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,正确充电：,推荐使用比赛选配的充电器。该充电器是为玩具电池设计的廉价的充电器，内部没有智能充电控制电路，只能采用恒功率充电模式，最大充电电流为700mA，平均充电电流300mA，涓流充电电流小于100mA，充电时间约为10
3、小时,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,正确放电：,由于镍镉电池具有记忆效应，对电池的不完全放电将会人为的降低电池的电容量； 从放电曲线可以看出，随着电池电量的减少，其电压也会逐渐降低，当电压降低到某个阈值后继续放电，电池电压将很快的跌落。这个阈值就是电池的放电下限电压。厂家给出了放电下限电压为6V。因此，在使用时，建议在动力车的电源设计中加入电池保护电路，当电池电压低于6V时切断电路，用来保护电池。如果没有保护电路，要注意，电池接通时人不要离开。因为当电池电压降到接近6V时，电池已经给不出多少电流，已经没有能力驱动电机了，此时一定要及时断开电路，到了给电池充电的时候了。,淘宝搜索，学长联盟
4、，获取更多资料！,实际操作： 充电时不要断电。 在电池使用中，当电池电压到7.2V-7.5V左右就不能使小车正常寻迹了，被换下的电池不能直接充电，需放电到6.8V左右方可充电，这样可以延伸电池的使用寿命。 在以后的设计中可以设计一个电池放电装置。,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,2.2 各种电源电路部分 2.2.1 5V电路,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,2.2.2 舵机6V电路,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,2.2.3 摄像头9V电路,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,电源模块实物图：,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,实际操作：,在焊接电路时规划布局，减少用导线连接，尽
5、可能用焊锡连接：焊接有芯片的电路一定要使用芯片底座。 在7.2V电路的主电线要粗，以免大电流通过烧断电线。 在主电路和驱动电路中，使用开关时，要尽可能的选用触点粗一点的开关。 不调试小车时请关掉开关，拔下电源接口。 总电容不能超过2000uF。,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,2.2电机驱动模块,方案一：采用MC33886级联组成驱动电路 方案二：采用大功率驱动芯片BTS7960组成的电路 方案三：采用大功率驱动芯片BTS7970组成的电路,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,2.2.1采用MC33886级联组成驱动电路 该驱动芯片MC33886特性如下： 工作电压：5-40V 导通电阻：
6、 120毫欧姆 PWM频率： 10KHz 短路保护、欠压保护、过温保护等；,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,采用两片MC33886组成的驱动电路如下所示：,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,2.2.2驱动芯片BTS7960组成的电路,1） 该大功率驱动芯片BTS7960特性如下： 输入电压：6v-24v 输出电流： 最大可达40A 内阻：16毫欧 控制线电压： 5v PWM控制频率：25K,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,采用两片BTS7960组成的驱动电路如下所示：,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,大功率驱动芯片BTS7970特性如下： 输入电压：6v-24v 输出电流： 最大
7、可达60A 内阻：16毫欧 控制线电压： 5v PWM控制频率：25K,2.2.2驱动芯片BTS7960/7970组成的电路,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,采用两片BTS7970组成的驱动电路如下所示：,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,2.2.3 三种驱动电路的比较,取舍原则：驱动输出电流、加速、制动时间、稳定性能、发热情况。,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,其他一些驱动电路： 用TD340组成H桥驱动MOS管电路 用MC33886组成H桥驱动MOS管电路,实际操作： 驱动电路输出端接电机的导线要粗 电源线与地线一定要比较粗的铜线（1.5mm） 电机的接线端和外壳接104电容，起
8、消除纹波和毛刺作用 导线接口处用焊锡焊牢，否则容易接触不良。 尽量使用金属触点粗的开关，要大点的开关,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,2.3 舵机部分,舵机基本参数: 型 号： S3010 电 压： 4.0 6.0 V 角度控制： 1/ 400us 工作速度： 0.16 + 0.02 堵转力矩： 6.5 + 1.3 Kg.cm 舵机控制方法 三线连接方式 红线：电源线+6V 蓝线：地线 黑线：PWM控制信号,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,2.4 图像采集模块,使用黑白摄像头 LM339作比较电路,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,二值化电路：,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,L
9、M1881视频分离电路：,引脚1：行同步信号HS 引脚3：场同步信号VS 引脚7：奇偶场同步信号0E,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,2.5 人机交互模块,拨码开关： 由于赛道是不预先对外公布的，所以我们为小车设定了不同档的速度，同时也可以通过使用各种定时的方式检测起跑线，以便对于不同难度的赛道可以灵活改变各个参数，使小车具有一定的适应性。 拨码开关电路如下：,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,2.6 测速模块,方案一：测速电机 方案二：红外对管和后轮 齿轮做编码盘，放在 后轮轴上 方案三：旋转编码器测速（选用此 方案） 实际中：编码器齿轮和车模大齿轮磨合太厉害，齿轮和很容易损坏，也容易产生阻力和噪声,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,三、机械部分设计与实现,3.1 车体改装 A:差速调整 B:摄像头安装 C:测速传感器安装 D:舵机安装,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,3.2智能车实物照,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,四、今后努力的方向,1：更强劲的电机驱动能力 2：用AD代替比较器对图像进行处理,寻找一种更快速更稳定的算法 3：设计面积更小，工艺更好，集成化程度更高的系统板 4：使用人机在线模块，能够实时监测数据，对数据进行细致的分析,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,感谢各位老师的关怀和同学们的支持！,THE END,淘宝搜索，学长联盟，获取更多资料！,