自動追光避障電動小車項目設(shè)計方案-文庫吧
2025-04-11 07:34 本頁面
【正文】 因此工作時需加上反向電壓。無光照時，有很小的飽和反向漏電流，即暗電流，此時光敏二極管截止；當受到光照時，飽和反向漏電流大大增加，形成光電流，它隨入射光強度的變化而變化。輸出經(jīng)過ADC0832進行A/D轉(zhuǎn)換后得到的電壓變化量反饋給單片機進行處理，進而控制小車尋找光源。因此可以利用此特性進行自動尋找光源。方案二：采用光敏電阻和A/D轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)自動尋光。由于光敏電阻的阻值會隨著光照強度的增加而迅速減小，我們可以應(yīng)用此原理，通過一個A/D轉(zhuǎn)換出來的電壓變化量經(jīng)過單片機的處理來實現(xiàn)自動尋光功能。測試發(fā)現(xiàn)光敏二極管在對著光源移動時反應(yīng)過于靈敏，在距離光源較近的位置會出現(xiàn)一個跳變，且在離光源較近時（大約70cm至100cm）對光源及其不敏感，而且A/D讀書不穩(wěn)定，波動較大，從而影響小車的前進。光敏電阻雖然不如光敏二極管靈敏，但經(jīng)過實際測試發(fā)現(xiàn)，其穩(wěn)定性比光敏二極管好很多，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)線性性好，而且價格相對較低基本可以滿足設(shè)計要求。因而選擇方案二。、自動停車模塊的設(shè)計：方案一：采用熱敏電阻， 該設(shè)計采用的光源是白熾燈，白熾燈是在照明的時候能夠產(chǎn)生大量的熱量，我們可以利用該特性，采用熱敏電阻制作一個停車模塊。熱敏電阻的阻值能夠隨著周圍熱的不同而改變。然后通過比較器控制小車靠近光源時自動停車。方案二：利用感光模塊上光敏電阻的感光效應(yīng)，當小車離光源越近時，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的電壓值就會越小。因此可以利用此原理，給A/D設(shè)置一個初值，當達到這一初值時小車自動停止。經(jīng)過實踐，我們利用熱敏電阻制作的停車模塊對熱不是很敏感，而且我們已有四個感光模塊，效果也不亞于熱敏電阻。因此我們選用了利用感光系統(tǒng)來進行停車。、穩(wěn)壓模塊的設(shè)計方案一：采用LM2596穩(wěn)壓芯片對干電池輸出電壓進行穩(wěn)壓。LM2596具有很好的線性和負載可調(diào)性。有固定輸出和可調(diào)輸出，、5V、12V，—37V的各種電壓。方案二：采用LM7805三端穩(wěn)壓器件進行穩(wěn)壓。其可固定輸出5V穩(wěn)定電壓而且內(nèi)部有過熱保護和安全工作保護電路。雖然LM7805器件是按照固定電壓值來設(shè)計的，但當加載一些外部器件后，同樣可以輸出可變電壓。綜合考慮上述兩種方案，—37V穩(wěn)定可調(diào)內(nèi)部有過熱保護和限流保護電路，外圍電路簡單，僅需4位外接元件，且使用的電感是比較容易購買的標準電感，輸出電壓可調(diào)性好。而LM7805是按固定輸出5V電壓值來設(shè)計的，常用于單片機的供電電路的設(shè)計。雖可輸出可變電壓值，但是其輸出電壓可調(diào)性差，更主要的是其效率低，只能達到60%—75%，而LM2596最高效率可達90%。相比之下我們選擇了方案一。、步進電機驅(qū)動模塊的設(shè)計方案一：采用ULN2003步進電機驅(qū)動驅(qū)動芯片。ULN2003多用于單片機、智能儀表、PLC、數(shù)字量輸出卡等控制電路中。通常芯片采用DIP封裝。方案二：采用L298驅(qū)動芯片。L298既可以驅(qū)動直流電機又可以驅(qū)動步進電機，常用于打字機、數(shù)字機床、復(fù)印機等控制電路中。綜合考慮上述步進電機的驅(qū)動芯片，ULN2003具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強、工作效率高、外圍電路設(shè)計簡單、價格較低、易于購買等優(yōu)點。所以本次設(shè)計中我們采用ULN2003作為步進電機的驅(qū)動芯片。、直流電機驅(qū)動模塊的設(shè)計直流電機驅(qū)動采用L298驅(qū)動芯片。L298是SGS公司的產(chǎn)品，比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N，內(nèi)部同樣包含4通道邏輯驅(qū)動電路。L298N芯片可以驅(qū)動兩個直流電機，也可以驅(qū)動兩個二相步進電機或一個四相步進電機，輸出電壓最高可達46V。L298N可接受標準TTL邏輯電平信號VSS，VSS可接4．5～7 V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為＋2．5～46 V，輸出電流可達2．5 A，可驅(qū)動電感性負載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298N可驅(qū)動2個電動機，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機。12腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉(zhuǎn)。EnA，EnB接控制使能端，控制電機的停轉(zhuǎn)，也可用于控制PWM調(diào)速。、太陽能電池板模塊的設(shè)計本次設(shè)計采用兩塊太陽能電池板并聯(lián)的方式，通過吸收白熾燈散發(fā)的光能并隨之轉(zhuǎn)換成電能來供給蓄電池充。，且而兩塊串聯(lián)時約有6V。但是本次設(shè)計需要對太陽能電池板的輸出電壓進行升壓處理，以供蓄電池充電。而串聯(lián)時電流很小，即使離光源很近也無法進行升壓。故采用兩塊太陽能電池板新并聯(lián)的方式進行升壓。進而給蓄電池充電。升壓電路有如下兩種設(shè)計：方案一：使用LM2577升壓電路，輸入電壓，輸出電壓以通過電阻R1和電阻R2的比值進行調(diào)節(jié)（Vout=(1+R1/R2)）。輸入電壓約5V，輸出電壓可達10V以上。方案二：使用TPS61200 DC/DC升壓電路，輸出的電壓穩(wěn)定在6V左右，測試發(fā)現(xiàn)，兩塊太陽能電板并聯(lián)在距離光源2米處可以達到5V，均滿足兩種芯片輸入電壓的要求，但由于方案二中的TPS61200的價格較高、不易購買，封裝為貼片式，不易使用，且輸出電壓較低。LM2577所需的最
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