本体系要求规划并制造一个简易智能电动车,规划计划包含基本要求,发挥部分及其它立异部分。
基本要求
① 电动车从起跑线动身(车体不得超越起跑线)、沿宽度为2cm的黑色引导线抵达B点。在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等的薄铁片。电动车检测到薄铁片时,当即宣布声光指示信息,并实时存储、显现在“直道区”检测到的薄铁片数目。
② 电动车抵达B点后进入“弯道区”,沿圆弧引导线抵达C点(也可脱离圆弧引导线抵达C点)。C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片,要求电动车抵达C点检测到薄铁片后在C处泊车5秒,泊车期间宣布断续的声光信息。
③ 电动车在光源的引导下,经过妨碍区进入泊车区并抵达车库。电动车必须在两个妨碍物之间经过且不得与其触摸。
④ 电动车完结上述使命后当即泊车,全程不得超越90秒,行进时刻抵达90秒时当即主动泊车。
图2 体系整体框图
线路盯梢电路
计划一:选用CCD单色摄像头,配计算机主板及图画收集卡。对白布景下,黑线的辨认,现在做的比较老练,作用适当好。但本钱高,很难找到适宜的载体。
计划二:选用色彩传感器。现在色彩传感器的运用,越来越广泛,作用也能够。但几百元的价格及相对杂乱的处理电路,而且还需要光源,所以也不是一个很好的挑选。
计划三:选用一左一右两个红外发射接纳对管。该传感器不光价格便宜,简略购买,而且处理电路(如图3所示),简略易行,实际运用作用很好,能很顺畅地引导小车抵达C点。
在该电路中,加比较器LM311($0.0878)的意图,是使模拟量转化为开关量,便于处理。为使发射有必定的功率,发射回路要求不小于20mA的电流。
依据 ,故可挑选R1=150Ω。
启动时,小车跨骑在黑线上。两个红外发射接纳对管,分别安装在黑线的两边的白色区域,输出为低电压,当走偏,坐落黑线上时,输出为高电压。因黑线较窄(2cm),为及时调整车的方向,挑选比较器的阀值为2.5v,即黑白相间的方位,即开端调整。试验标明,作用较抱负
图3 红外发射接纳对管处理电路
避障电路
计划一:选用激光传感器测距。能十分精确地测出小车与妨碍物的间隔,但价格也高,处理杂乱,不符合咱们的要求。
计划二:选用超声传感器。进口的超声传感器,换能器薄,而且带处理电路,输出与间隔成份额的模拟信号,经过AD转化,可获得间隔信息,价格贵。也有一些较简略的超声传感器及处理电路,能输出开关量信息,价格也不贵,是一个好的挑选,但由于没买到现成的处理电路,往常又没有做过这种电路,时刻紧,故未选用。
计划三:选用左右两个红外传感器。红外传感器,是现在运用比较遍及的一种避障传感器,其处理电路如图4所示,经过调理R23、R24两个电位器,可调理两个红外传感器的检测间隔为10—80cm,开关量输出(TTL电平),简略、牢靠。咱们选用这种电路,能牢靠地检测左前方、右前方、前方的妨碍状况,为成功避障供给了确保。
图4 红外发射及接纳处理电路
光源检测电路
为了检测光线的强弱,咱们在小车左前方、右前方加了2只光敏传感器,即光敏电阻。电路如图5所示。光敏传感器依据照射在它上面的光线的强弱,阻值发生改变,输出电压随之改变,经过ADC0809($2.1140)后,得到与光强相对应的数字量,然后引导小车,向光源接近。不同类型的光敏电阻,暗电阻及亮电阻不同较大,需依据不同参数的光敏电阻,选用不同巨细的分压电阻。
图5 光源检测电路
金属检测电路
选用了一只涡流型铁金属勘探传感器,类型:LJ18A3-8-Z/BX。牢靠勘探间隔,小于8cm。
电机驱动电路
电动小车的自身自带的换向及驱动电路,适当粗糙,电机的特性也很欠好,不能调速。电压低了,速度慢,驱动力矩小,走不动;电压高时(刚换上电池时),速度又很快,难以调整。在这上面,花费了不少的时刻,作用很欠好。最终,决议对小车的电机及驱动电路,进行了替换。后轮选用了一对减速直流电机,其驱动电路如图6所示。选用PWM操控,可较便利的对电机进行调速。
图6 电机驱动电路
简易智能电动车由一个电动玩具车改造而成。体系的操控部分以单片机为中心,经过对前向通道各种传感器信号的收集、处理,较好地完成了后向通道驱动及转向电机的运动操控和相关信息的处理、显现和声光报警。