跟着轿车工业的开展,轿车上的电子操控体系数量呈指数添加。以ECU为中心的车载电子操控体系逐渐替代了被迫器材和机械体系,一起也完结了大多数丈量、驱动和操控的功用。因为新式车载电子操控体系在车辆运用中的添加,导致对电源负载以每年约100W的速度添加。当前所面对的最大应战是在相同的电池电源条件下,找到新的办法来保证轿车电子设备的数量及功用的不断添加。故在实践运用中需求MCU的功耗继续下降。
轿车电源电子电路图
LM2940: 5V,压差0.5V 挑选了2940这种串联型线性稳压电源芯片,它具有纹波小、电路结构简略的长处,用其为单片机、激光传感器和编码器供电;LM1117-ADJ:舵机的6V电压;LM1117-3.3:无线模块的3.3V电压
2
LM2940:5V LM1117-ADJ:舵机的6V电压
运用智能车比赛一致配发的规范车模用7.2V 2000mAh Ni-cd供电,而单片机、激光传感器、光电编码器等均需求5V电源,伺服舵机(包含前轮转向舵机和后轮刹车舵机)的额外作业电压为6V,直流电机可直接 用7.2V电池直接供电。 5V稳压电源用于单片机、激光传感器模块、光电编码器模块供电。
本站《轿车电子特刊》,更多优质内容,立刻下载阅读
试验证明,用LM2940搭建成的5V稳压电路[给这些模块供 电,能安稳地完结功用,且各个模块不会相互搅扰,整个电路简略有用。 舵机稳压电源由LM2941组成的稳压电路供给,其输出电压可调(通过调度图中的10k电位器)
因为整个体系中+5V 电路功耗较小,为了下降电源纹波,考虑运用线性稳压电路。别的,后轮驱动电机作业时,电池电压压降较大,为进步体系作业安稳性,有必要运用低压降电源稳压芯片,常用的低压降串联稳压芯片主要有2940、1117等等。2940 尽管压降比1117 更低,可是纹波电压较大。比较之下,1117 的功用更好一些,具有输出电压安稳,压降较低的长处,可是其线性调整作业方式在作业中会形成较大的热丢掉,导致电源利用率不高,作业效率低下。 TPS7350 是微功耗低压差线性电源芯片,具有完善的维护电路,包含过流,过压, 电压反接维护。运用这个芯片只需求很少的外围元件就能构成高效稳压电路。与前两种稳压器材比较,TPS7350 具有更低的作业压降和更小的静态作业电流,可以使电池获得相对更长的运用时间。因为热丢掉小,因而无需专门考虑散热问题。
LM7806是6V稳压芯片,这个芯片的选定是专门为本次车模的舵机而规划的,之前A车模的舵机一般供电都是电源电压,可是依据B车模舵机简单损毁的特色,有必要将供电的电压值下降,因而选定了LM7806作为6V稳压芯片。
LM1117-3.3V是3.3V稳压芯片,LM1117有两个类型,别离是5V稳压和3.3V 稳压,3.3V稳压芯片主要是用于为加快度传感器MMA7260供电。
电路体系是智能轿车硬件体系的中心,关于本硬件电路体系而言,安稳性是需求优先保证的功用目标,究竟跑完全程才是获得成果的条件。在此基础上,还应当归纳考虑智能轿车的动力性、重心及电路板的紧凑性等其他目标。
电机驱动模块
电机驱动模块为智能轿车的行进供给动力,它的功用直接影响到后轮电机的操控功用,包含加快、减速与制动等功用。本文选用MOSFET 驱动芯片加全桥驱动计划,只需合理的挑选MOSFET驱动芯片和功率MOSFET 以保证功用即可。电路图如图6 所示。
舵机驱动模块
舵机担任智能轿车的转向,舵机模块能否安稳作业直接影响到智能轿车在赛道上高速行进时的安稳性以及转向时的灵敏度和精确度。舵机作业原理为:舵盘角位由单片机宣布的PWM 操控信号的脉宽决议,舵机内部电路通过反应操控调度舵盘角位。因为本身即为视点闭环操控,并且功用较好,故体系中就不用考虑外加舵机闭环。舵机驱动模块电路如图7 所示。舵机驱动模块相同归于功率部分,用6N137光耦进行信号阻隔。
智能车辆是一个触及多范畴的杂乱的归纳体系,要到达有用的意图,还要进一步深化下研讨去,还有许多作业要做。在硬件上还需求处理因摄像头本身精度的差异或其因外部要素丢掉数据导致影响智能车正常运转的问题,增强抗搅扰才能;在软件上,还需求进一步优化算法,操控体系是智能轿车的中心内容,针对智能轿车的功用需求,对智能轿车操控体系要害模块进行了研讨,规划的各模块被运用于“飞思卡尔”智能轿车中,文中各图对智能轿车的研讨具有启示效果。
解读NCV70522轿车自适应前照灯体系电路
一般可以通过电机的反电动势(BEMF)来判别电机堵转与否。BEMF 因电机速度、负载及供电电压的不同而改变。传统的步进电机驱动芯片无BEMF 输出,但包含内置堵转检测算法。客户仅可以在寄存器里设定固定的堵转确定临界值,这表明在实在路途条件下一切设定值都有必要在作业之前“离线”预设,而不能适配实在作业条件。NCV70522微步步进电机驱动器透过SLA 引脚供给BEMF 输出,这表明它能实时进行停转检测核算,并依据不同条件来调度检测等级。
算法运用
NCV70522是一款微步步进电机驱动器,用于双极型步进电机。这芯片通过I/O 引脚及SPI 接口衔接至外部微操控器。NCV70522输出电流有多种挑选。它依据“NXT”输入引脚上的脉冲信号以及方向寄存器[DIRCTRL]或“DIR”输入引脚的状况来滚动下一个微步。这器材供给从满步到32微步的细分、由SPI 寄存器SM[2:0]来挑选的7种步进形式。NCV70522包含SLA 的输出,可以用于堵转检测算法及依据电机的BEMF 来调度转矩和速度核算。典型运用电路图如图所示。
当体系上电时分,微操控器就会初始化,NCV70522复位。这些动作完结时,线圈电流及步进形式将被设定。然后电机驱动器将启用。NXT 脉冲将被发送完结滚动电机。电机转速等于NXT 脉冲频率乘以步进细分形式的值。
一种嵌入式轿车数字外表电路规划
电源和复位电路规划
该轿车数字外表体系选用轿车蓄电池供电,轿车蓄电池的电压约为12 V,而该体系需选用5 V、2.5 V和3.3 V作业电压,S3C44BOX内核作业电压是2.5 V,I/O端口的作业电压是3.3 V,调度电路以及一些驱动器材需用5 V的作业电压。因而,体系选用7805稳压器作为5 V电压转化器,选用AS2515AU2.5和AS2515AU3.3别离作为2.5 V和3.3 V电压转化器。掉电时可以及时存储路程信息,电源地需接一只1 000 μF的电容。掉电时,大%&&&&&%可以保证S3C44BOX作业一段时间,完结路程信息的存储。复位电路选用专用的复位电路IPM811完结体系安稳发动。图2 为体系电源电路。
车速、水温、油量以及开关量的处理电路规划
因为轿车大多作业在恶劣环境下,将搅扰车速传感器信号,因而在输入至中止端口EINT0前需求对车速脉冲信号进行处理,这儿选用RC滤波、三极管扩大以及斯密特整形办法调度车速脉冲信号。车速脉冲调度电路如图3所示。
水温、油量信号是电阻信号,须转化为电压信号,再将其电压信号输入至S3C44BOX的AD端口。而其他开关量则通过滤波降压后输入至S3C44BOX的I/O端口。
CAN总线通讯电路规划
S3C44BOX无SPI接口,但有SIO接口,SIO模块的发送和接纳既可在上升沿锁存数据位,也可在下降沿锁存数据位,因而可通过设置 S3C44BOX的SIO模块所对应的寄存器完结上升沿发送数据,下降沿接纳数据,从而与MCP2510的SPI总线时序相配合。CAN总线通讯电路如图 4所示。
步进电机表头电路等。其间步进电机选用Switec的轿车外表专用步进电机X15.168,以及专用四通道步进电机驱动器材 X12.017。 S3C44BOX的I/O电平为3.3LVCMOS电平,而X12.017是5VCMOS电平,需选用74LVX4245电平转化。
选用S3C44BOX与嵌入式实时操作体系μC/OS_II规划了一款高精度高、高灵敏度、作业安稳的嵌入式总线轿车数字外表。 S3C44BOX资源丰富、履行速度快,能扩展很多种功用,如%&&&&&%卡、GPS、黑匣子等;加之嵌入式实时操作体系简化了运用程序,可高效实时地调用体系使命,因而本轿车数字外表体系可以很好地处理轿车外表迈向归纳信息化的问题。
修改点评:轿车电子被认为是轿车技术开展进程中的一次革新,进步l了轿车的安全性、舒适性、经济性和娱乐性,现在可分为两大类:一是轿车电子操控设备,包含动力总成操控、底盘和车身电子操控、舒适和防盗体系;二是 车载轿车电子设备,包含轿车信息体系、胎压监测体系、导航体系等。