智能小车 设计报告.docx
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智能小车 设计报告.docx
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智能小车设计报告
智能小车
系别:
电气工程与自动化
专业:
自动化
班级:
B110411
组员:
程万里B11041104
杨海洋B11041114
李函超B11041106
时间:
2013/12/10
摘要:
一个能自动循迹,自动避障,自动避悬崖,超声波测距和红外遥控的智能小车控制系统,实现小车的前进倒退、转向行驶,自动根据地面黑线寻迹导航,检测障碍物或悬崖后停止,红外人工遥控等功能,实现智能控制
关键词:
红外线,自动循迹,自动避障,自动避悬崖,超声波测距,红外遥控
目录
一.前言简介
二.系统方案比较与论证
三.智能车驱动的选择、连接方式、计算
四.实物展示
一.前言简介:
智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。
同遥控小车不同,遥控小车需要人为控制转向、启停和进退,比较先进的遥控车还能控制其速度,而智能小车,则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制,无需人工干预,是一个集环境感知、规划决策,自动行驶等功能于一体的综合系统,它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。
2.系统方案比较与论证
本设计以两直流电动机为主驱动,通过各类传感器件来采集各类信息,送入主控单元STC89C51单片机处理数据后完成相应动作,以达到自身控制。
电机驱动电路采用H桥驱动模块--双L298步进/直流电机驱动板,能同时驱动4个直流电机和2个步进电机;避障和避悬崖采用红外光电开关来完成,自动寻迹采用红外发射管和接收管光电对管寻迹传感器完成,超声波测距采用超声波发射器和接收器经锁相环电路检波完成,最后由控制单元处理数据后通过编程有序合理的将各模块信号整合在一起并完成相应动作,实现了智能控制,相当于简易机器人。
效果,本系统以STC89C51为核心控制器,主要由电源模块、电机驱动模块、寻迹模块、避障模块、避悬崖模块、超声波测距模块、红外线遥控模块、磁钢探测模块和探测金属模块构成。
系统的结构框图如下:
3.智能车驱动的选择、连接方式、计算
L298N驱动电路:
1.驱动芯片:
L298N双H桥直流电机驱动芯片
2.驱动部分端子供电范围Vs:
+5V~+16V;如需要板内取电,则
供电范围Vs:
+6V~+16V
3.驱动部分峰值电流Io:
2A
4.逻辑部分端子供电范围Vss:
+5V~+7V(可板内取电+5V)
5.逻辑部分工作电流范围:
0~36mA
6.控制信号输入电压范围(IN1IN2IN3IN4):
低电平:
-0.3V≤Vin≤1.5V
高电平:
2.3V≤Vin≤Vss
7.使能信号输入电压范围(ENAENB):
低电平:
-0.3≤Vin≤1.5V(控制信号无效)
高电平:
2.3V≤Vin≤Vss(控制信号有效)
8.最大功耗:
20W(温度T=75℃时)
9.存储温度:
-25℃~+130℃
10.驱动板尺寸:
55mm*45mm*33mm(带固定铜柱和散热片高度)
12.其他扩展:
控制方向指示灯、逻辑部分板内取电接口。
2.电源单元方案
采用双电源供电,通过两个独立的电源分别对单片机和直流减速电机进行供电,此方案的优点是,减少波动,稳定性比较好,可以让小车更好的运作起来,唯一的缺点就是会增加小车的重量。
3.避障和避悬崖单元方案
用漫反射式光电开关进行避障。
光电开关的工作原理是根据光线发射头发出的光束,被物体反射,其接收电路据此做出判断反应,物体对红外光由同步回路选通而检测物体的有无。
当有光线反射回来时,输出低电平。
当没有光线反射回来时,输出高电平。
单片机红外壁障电路图
4.寻迹单元方案
利用寻迹来引导小车到达用户所指定的地点。
采用红外发射管和接收管光电对管寻迹传感器。
红外发射管发出红外线,当发出的红外线照射到白色的平面后反射,若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平,若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。
四.实物展示
实物一
实物二
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
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