体系以ATmega32($3.0757)单片机为中心,它是一种依据增强RISC结构的、低功耗的8位单片机。其特色为:①片内具有32K字节的可编程 Flash;2K字节的片内SRAM数据存储器;1024个字节片内在线可编程EEPROM数据存储器。②片内含JTAG接口。③外围接口。两个带有别离独立、可设置预分频器的8位定时器/计数器;一个16位定时器/计数器;四个通道的PWM输出;8路10位ADC;32个可编程的I/O口。④低功耗,最高作业频率为16MHz。依据救活竞赛的规矩要求,配以磕碰传感器、灰度传感器、火焰传感器和红外传感器。经过两路PWM操控两只电机以驱动救活机器人,别的一路救活电机由I/O口经过光电耦合器直接驱动。
体系电源部分
体系选用单电源供电电路时比较简单,可是考虑到电动机起动瞬间电流很大,会形成电源电压不稳,影响单片机和输入电路作业的安稳性和牢靠性,因而选用双电源供电计划。将电机电源和单片机电源彻底阻隔。单片机以及传感器电路运用8V供电,电动机运用12V供电。进步电动机的供电电压,能够进步机器人的运转速度,然后能够进步救活的成果。
电机驱动部分
机器人需求操控在一个适宜的速度行进,在救活的过程中既要以较快的速度找到火源,又要避免因为磕碰而影响竞赛的成果。小车的速度是由两只直流电机操控。 L298驱动芯片是性能优越的小型直流电机驱动芯片之一。它可被用来驱动两个直流电机或许是双极性步进电机。在6—46V的电压下,能够供给2A的额定电流。L298还有过热主动关断功用,并有反应电流检测功用。为确保L298正常作业,主张加装片外续流二极管。由ATmega32单片机直接输出两路 PWM驱动L298N($2.1300)。改动PWM调制脉冲占空比,能够完结准确调速。脉冲频率对电机转速有影响,脉冲频率高连续性好,但带负载能力差;脉冲频率低则反之。经过PD2和PD3两根I/O口线来操控电机的滚动方向。
传感器部分
救活竞赛需求机器人在尽量不磕碰墙面的基础上尽可能快地找到蜡烛并将火灭掉。在完结使命的过程中首要需求不磕碰墙面,然后需求判别前方是否有火焰。在找到火焰后需求判别蜡烛周围的白线。假如磕碰墙面的话,需求机器人能检测出来并进行处理,否则就会产生机器人卡死的状况,那就不能完结任何使命。
图5所示为红外传感器的发射和接纳电路。红外射管选用脉宽调制(PWM)驱动,作业在38KHz的频率下,削减发射电路的功耗。脉冲产生器由NE555($0.0700)构成,经过外部的电位器R1来调理占空比和脉冲频率,因为红外肉眼不行见,所以电路中参加一个LED指示灯来指示红外发射管是否在作业。该 LED和红外发射管串联,当红外发射管正常作业时,该LED灯展点亮。接纳电路选用西门子公司出产的红外专用集成接纳芯片SFH506-38,它只要接纳到38KHZ的脉冲波时才会作用。它内部集成了选项、滤波、扩大电路,对外只要3个引脚:①脚为信号输出端;②脚为接地端;③脚为电源端,所以运用起来十分便利,作用比较抱负。
灰度传感器是模仿传感器,有一只发光二极管和一只光敏电阻,装置在同一面上。灰度传感器运用不同色彩的检测面对光的反射程度不同,光敏电阻对不同检测面回来的光其阻值也不同的原理进行色彩深浅检测。
火焰传感器是模仿传感器。它运用红外灵敏型元件对红外信号强度的检测并将其转换为机器人能够辨认的信号,然后来检测火焰信号。火焰传感器能够用来勘探波长在700nm~1000nm规模内的红外线,勘探视点为60º;,其间红外线波长在880nm邻近时,其灵敏度到达最大。磕碰传感器运用磕碰开关,经过I/O口可直接作为数字量输入。
LCD显现及其它电路
液晶显现器以其微功耗、体积小、显现内容丰富、超薄轻盈的许多长处,在袖珍式外表和低功耗使用体系中得到越来越广泛的使用。这儿选用2行16个字的DM-162液晶模块,经过与单片机衔接、编程,完结显现功用。
本体系中选用了US-100($0.5965)超声波测距模块,可完结2cm~4.5m的非触摸测距功用,具有2.4~5.5V的宽电压输入规模,静态功耗低于2mA,自带温度传感器对测距成果进行校对,一起具有GPIO,串口等多种通讯方法,内带看门狗,作业安稳牢靠。遥控能够使机器人的操作愈加便利,本体系中要经过智能手机遥控机器人,而智能手机的信号正是经过蓝牙宣布,因而只需在机器人上装置蓝牙模块。因为机器人只承受数据,不发送数据,所以只需蓝牙的从机模块即可。选用了类型为HC-06的蓝牙模块,其间编号06就表明其为从机模块,在蓝牙模块的命名规矩中偶数命名的类型出厂时就确认了从机,并无法更改。用户不能够自己切换主机或许从机,用户能够空过AT指令集对蓝牙模块进行装备,AT指令集较少,包含修正蓝牙名(限于从机),修正暗码,修正波特率,问询版本号等几个基本功用。