智能車東秦光電組設(shè)計方案-資料下載頁
2025-04-27 12:20本頁面
【正文】 T和一個驅(qū)動Ic。集成的驅(qū)動Ic具有邏輯電平輸入、電流診斷、斜率調(diào)節(jié)、死區(qū)時間產(chǎn)生和過溫、過壓、欠壓、過流及短路保護的功能。BTS7971通態(tài)電阻典型值為16m Q，驅(qū)動電流可達70A。BTS7971的芯片內(nèi)部為一個半橋。INH引腳為高電平，使能BTS7971。IN引腳用于確定哪個MOSFET導(dǎo)通。IN=I且INH=1時，高邊MOSFET導(dǎo)通，OUT引腳輸出高電平； IN=0且INH=1時，低邊MOSFET導(dǎo)通，OUT引腳輸出低電平。SR引腳外接電阻的大小，可以調(diào)節(jié)MOS管導(dǎo)通和關(guān)斷的時間，具有防電磁干擾的功能。Is引腳是電流檢測輸出引腳。，有兩個BTS7971半橋驅(qū)動芯片構(gòu)成的全橋驅(qū)動電路。BTS7971的引腳Is具有電流檢測功能，正常模式下，從Is引腳流出的電流與流經(jīng)高邊MOS管的電流成正比，若RIS=lkΩ，則V IS=I load/；在故障條件下，從Is引腳流出的電流等于I IS(1im)()，最后的效果是Is為高電平。BTS7971電機驅(qū)動的OUT1和OUT2接電機兩端，由PWM2控制OUT1的輸出電壓值U1，由PWM3控制OUT2的輸出電壓值U2。UU2的大小由PWM故UU2的差值決定了電機的轉(zhuǎn)速。由于此驅(qū)動方式具有較好的加減速性能，所以采用此驅(qū)動方式。三、道路識別裝置（線性CCD）：傳感器類型及位置確定：路徑識別傳感器使用由exas Advanced Optoelectronic Solution公司提供的TSL1401系列的線性CCD在傳感器的制作上，上排倒八、下排“一”字形排布，并通過反復(fù)實踐決定傳感器的數(shù)量和位置。從簡潔的設(shè)計角度，直接從微控制器的電源線上串聯(lián)上限流電阻，再和線性CCD傳感器串聯(lián)使用。限流電阻既在光電傳感器檢測時起到了上拉電阻的作用，又和微控制器共地，簡化了電路結(jié)構(gòu)。傳感器又分上排和下排。上排采用模擬接收模塊，其核心是光敏二極管，為了能夠準確識別起跑線，可以通過增加六個光敏二極管來識別起跑線，方法很傳統(tǒng)，但識別率很高。下排采用線性CCD傳感器檢測。CCD的大體參數(shù)： 1281個傳感器單元組織 每英寸400 點（DPI）傳感器間距 高線性度和均勻度 寬動態(tài)范圍。4000:1（72 分貝） 輸出參考地 低圖像延遲。％典型值 操作為8 MHz。 單3V 到5V 供應(yīng) 軌到軌輸出擺幅（AO） TSL1401CL 的線性傳感器陣列由一個1281 的光電二極管陣列，相關(guān) 的電荷放大器電路，和一個內(nèi)部的像素數(shù)據(jù)保持功能，它提供同時集成 起始和停止時間所有像素。該陣列是由128 個像素，其中每一個具有光 敏面積3, 平方微米。像素之間的間隔是8 微米。操作簡化內(nèi)部控 制邏輯，需要只有一個串行輸入端（SI）的信號和時鐘。光電編碼器處理： 編碼器信號處理，使用了歐姆龍的500線編碼器，在實際應(yīng)用中使用了其AB兩相，簡單經(jīng)過異或門之后給單片機，這就相當于是1000相的編碼器，提高了精度。四、角速度傳感器的應(yīng)用：在此次比賽中，我們選用了陀螺傳感器，陀螺采用官方指定的ENC03，通過測量向上的加速度來檢測過橋，然后輔之以下排傳感器來保證平穩(wěn)過橋。五、舵機的選用、測試和調(diào)試：本屆飛思卡爾智能車競賽，由于采用搖頭的方案，對搖頭舵機的性能提出了很高的要求。選用官方指定的舵機SD5，SD5雖然作為數(shù)字舵機，響應(yīng)較快但缺點是是力矩相對較小。舵機原理：一般來講，舵機主要由以下幾個部分組成， 舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計、直流電機、控制電路板等。 工作原理：控制電路板接受來自信號線的控制信號，控制電機轉(zhuǎn)動，電機帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的，舵盤轉(zhuǎn)動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機的轉(zhuǎn)動方向和速度，從而達到目標停止。 舵機的控制信號為周期是20ms的脈寬調(diào)制（PWM）信號，相對應(yīng)舵盤的位置為0－180度，呈線性變化。也就是說，給它提供一定的脈寬，它的輸出軸就會保持在一個相對應(yīng)的角度上，無論外界轉(zhuǎn)矩怎樣改變，直到給它提供一個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應(yīng)的位置上。舵機內(nèi)部有一個基準電路，產(chǎn)生周期20ms，有一個比較器，將外加信號與基準信號相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生電機的轉(zhuǎn)動信號。由此可見，舵機是一種位置伺服的驅(qū)動器，轉(zhuǎn)動范圍不能超過180度，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的驅(qū)動當中。車模舵機，特別是批次較新的舵機質(zhì)量較差容易損壞，尤其是S3010舵機力矩太小，塑料齒輪間隙又比較大。用它作搖頭舵機使用，經(jīng)常造成由齒輪間隙引起的光斑錯位問題，此外，其輸出力矩比較小，對于往年的循中間單線來說，可以減少燈的個數(shù)來彌補這個不足，然而今年的雙邊沿線賽道對巡線提出了更高的要求，同時要想有效檢測賽道，燈的個數(shù)勢必增加不少，這些就要求S3010必須要帶很大的負載。理想舵機模型：響應(yīng)時間為零，在接到指令后即可轉(zhuǎn)動到指定位置。力矩為無窮大，可以克服一切機械阻力。對外界的電磁干擾不敏感，也不對外產(chǎn)生電磁干擾。工作中中值恒定。控制精度足夠高。舵機轉(zhuǎn)角與高電平時間呈線性關(guān)系。六、鍵盤及數(shù)碼管：在調(diào)試過程之中，需要實時的了解與掌握一些車的運行狀態(tài)，比如說傳感器的狀態(tài)，舵機的轉(zhuǎn)角等，調(diào)試時用數(shù)碼管將這些參數(shù)顯示出來，讓我們實時的監(jiān)測車的狀態(tài)，從而做出判斷，這樣很大程度的方便了對車的調(diào)試。有時候需要對參數(shù)作修改處理，如果每修改一個數(shù)據(jù)就下載一次程序的話，就會浪費時間，這時應(yīng)用鍵盤，它就起到一個人機交互的作用。我們選用ZLG7290控制芯片，它可以驅(qū)動八位數(shù)碼管，最多可驅(qū)動64個獨立按鍵。18
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