723簡(jiǎn)易智能電動(dòng)車e題設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告示例-文庫吧資料
2025-04-02 23:31本頁面
【正文】 圍是與線性圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度和分布狀況有關(guān)，磁場(chǎng)沿徑向分布范圍大，則線性范圍就大，軸向磁場(chǎng)梯度大，則靈敏度高。電感諧振測(cè)量電路如圖所示，電容、外測(cè)電感和反相器構(gòu)成了振蕩回路，運(yùn)放實(shí)現(xiàn)了正弦波的整形功能，為了提高電路的帶負(fù)載能力，在輸出加上了一級(jí)反相器。（）金屬探測(cè)電路的設(shè)計(jì)在小車行駛的軌道上放著～塊金屬片，在彎道區(qū)的點(diǎn)上也有一塊金屬片，要求小車在行駛過程中對(duì)軌道上的金屬片個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)，檢測(cè)到點(diǎn)上的金屬片后停車。由于光電傳感器受外界的影響較大，容易引起單片機(jī)的誤判，因此我們?cè)陔娐分屑尤肓艘粋€(gè)電位器（阻值為Ω），通過調(diào)整電位器，改變光電傳感器的輸入電流從而改變其靈敏度。當(dāng)紅外光線照射到黑色條紋時(shí)，反射到中的接收管上的光量減少，接收管的集電極與發(fā)射極間電阻變大，三極管截止，三極管的集電極為高電平，再經(jīng)反相器后輸入到單片機(jī)的信號(hào)為低電平。一體化紅外發(fā)射接收中的發(fā)射二極管導(dǎo)通，發(fā)出紅外光線，經(jīng)反射物體反射到接收管上，使接收管的集電極與發(fā)射極間電阻變小，輸入端電位變低，鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞闋簣。熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫圓鍰。當(dāng)小車往左偏出軌道時(shí)，左邊的光電傳感器被黑色紙帶遮蔽，輸出為高電平，單片機(jī)接收到該信號(hào)，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，使小車往右偏回軌道，傳感器回到白紙區(qū)輸出為低電平，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，小車直線前進(jìn)。為了能使小車能在偏離軌道之后能調(diào)整方向，重新回到軌道上，系統(tǒng)需要將路面的狀態(tài)及時(shí)的以電信號(hào)的形式反饋到控制部分，控制部分控制前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)，使小車重新回到軌道上。嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈癱懇。智能控制部分：系統(tǒng)中控制器件根據(jù)由傳感器變換輸出的電信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷，控制小車的電機(jī)、顯示數(shù)碼管、蜂鳴器以及發(fā)光二極管，完成了小車的自動(dòng)尋跡行駛、探測(cè)金屬、躲避障礙物、尋找光源、顯示路程等各項(xiàng)任務(wù)。傳感器檢測(cè)部分包括五個(gè)單元電路：路面檢測(cè)電路、障礙物探測(cè)電路、路程測(cè)量電路、光源探測(cè)電路和金屬檢測(cè)電路。慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長(zhǎng)涼馴鴇。. 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)硬件的基本組成部分本題是一個(gè)光、機(jī)、電一體的綜合設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)中運(yùn)用了檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電子技術(shù)。在整個(gè)過程中，一旦的計(jì)時(shí)器計(jì)滿了，就控制小車停止一切活動(dòng)。當(dāng)再次探測(cè)到金屬時(shí)，確定該位置在點(diǎn)，并將該信息告知，使小車停止運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出聲光顯示。圖 系統(tǒng)基本框圖小車加電，系統(tǒng)開始工作，計(jì)時(shí)模塊運(yùn)行，當(dāng)小車進(jìn)入直道區(qū)時(shí)，根據(jù)紅外傳感器傳達(dá)的路面信息控制小車沿著軌道行駛，同時(shí)根據(jù)金屬傳感器探測(cè)的結(jié)果，控制蜂鳴器和發(fā)光二極管發(fā)出聲光信息。單片機(jī)主要用于系統(tǒng)的計(jì)時(shí)控制和狀態(tài)控制，實(shí)現(xiàn)了小車停車、金屬探測(cè)、路程測(cè)量以及聲光顯示的功能。系統(tǒng)的基本框圖如圖所示。閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖輛塤。在發(fā)聲方面，考慮到體積和功耗的因素，我們使用了蜂鳴器代替普通的揚(yáng)聲器。碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞鷥膠。本系統(tǒng)使用的晶振頻率為，則計(jì)數(shù)脈沖頻率為，通過對(duì)定時(shí)器計(jì)數(shù)器的溢出控制，可以容易的實(shí)現(xiàn)最小單位為的計(jì)時(shí)功能。由于本系統(tǒng)的控制器是由單片機(jī)構(gòu)成的，其內(nèi)部有很好的定時(shí)系統(tǒng)，因此系統(tǒng)使用內(nèi)置的定時(shí)器計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)該模塊功能。在本系統(tǒng)中，我們采用了數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，節(jié)省單片機(jī)的內(nèi)部資源。鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫搖飭。數(shù)碼管具有：低能耗、低損耗、低壓、壽命長(zhǎng)、耐老化、防曬、防潮、防火、防高（低）溫，對(duì)外界環(huán)境要求低，易于維護(hù)，同時(shí)其精度比較高，稱量快，精確可靠，操作簡(jiǎn)單。恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦聰櫻。但由于只需顯示時(shí)間和路程這樣的數(shù)字，信息量比較少，且由于液晶是以點(diǎn)陣的模式顯示各種符號(hào)，需要利用控制芯片創(chuàng)建字符庫，編程工作量大，控制器的資源占用較多，其成本也偏高。方案一：使用液晶顯示屏顯示時(shí)間和路程。（）顯示模塊在小車運(yùn)行過程中，系統(tǒng)需要對(duì)運(yùn)行的時(shí)間和路程作必要的顯示。本設(shè)計(jì)中有兩路驅(qū)動(dòng)電路：前輪驅(qū)動(dòng)，負(fù)責(zé)小車的左右運(yùn)動(dòng)；后輪驅(qū)動(dòng)，負(fù)責(zé)小車的前后運(yùn)動(dòng)。識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒儂減。圖繼電器式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路方案二：采用三極管組成的開關(guān)電路。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是電路比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢、機(jī)械結(jié)構(gòu)易損壞、壽命較短可靠性不高。方案一：采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制，通過開關(guān)的切換對(duì)小車的速度進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路有下面的幾種方案。小車的動(dòng)作和傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示。構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖門戲。由于采用的是白熾燈，光線是射散的，為了便于小車能夠在偏離光源一定角度的情況下仍能檢測(cè)到光線，我們使用了三個(gè)互成一定角度的傳感器組，這樣增加了小車的檢測(cè)范圍。由于光源會(huì)發(fā)出光線和熱量，我們可以采用光敏三極管傳感器和熱釋電傳感器實(shí)現(xiàn)追蹤光源的功能。表 光敏傳感器狀態(tài)真值表（）光源探測(cè)模塊本題要求小車在光源的引導(dǎo)下，通過障礙區(qū)進(jìn)入停車區(qū)并到達(dá)車庫。但由于在本題中對(duì)速度和穩(wěn)定度的要求不高，并且三個(gè)傳感器需要三個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，增加了電路的復(fù)雜程度，因此在本設(shè)計(jì)中我們使用兩個(gè)光電傳感器，安放在小車的底板下。表為使用三個(gè)傳感器時(shí)的狀態(tài)真值表，從表中可以看出，中間的傳感器起到預(yù)判的作用，在小車輕微偏離時(shí)，可以調(diào)整車輪小幅度偏轉(zhuǎn)，一旦小車速度過快，嚴(yán)重偏離軌道時(shí)，調(diào)整小車大幅度偏轉(zhuǎn)，小車的穩(wěn)定度和速度得到了保證。基于以上分析，擬定方案二。光電探測(cè)器吸收的光子必須滿足一定的波長(zhǎng)，否則不能被吸收，所以受外界影響比較小，抗干比較強(qiáng)。光電探測(cè)器接收紅外輻射后，由于紅外光子直接把材料的束縛態(tài)電子激發(fā)成傳導(dǎo)電子，由此引起電信號(hào)輸出，信號(hào)大小與所吸收的光子數(shù)成比例。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦諑瓊。熱探測(cè)器是利用所接收到的紅外輻射后，會(huì)引起溫度的變化，溫度的變化引起電信號(hào)輸出，且輸出的電信號(hào)與溫度的變化成比例，當(dāng)紅外線被黑線吸收是、時(shí)，溫度會(huì)減小，電壓變低，而紅外線沒有被吸收時(shí)，電壓不變，單片機(jī)可以根據(jù)電壓的變化來判斷路面的狀態(tài)。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴飆鈧?？紤]到軌道是一條黑線，周圍鋪設(shè)了白紙，可以利用傳感器辨認(rèn)路面黑白兩種不同狀態(tài)。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄屆嬌。通過對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)圈數(shù)的測(cè)量。受鼠標(biāo)的工作原理啟發(fā)，采用透射式光電傳感器。（）距離測(cè)量模塊路程測(cè)量模塊用來測(cè)量小車從啟動(dòng)到任意時(shí)刻所走的路程。在本設(shè)計(jì)中只要繞過點(diǎn)前的障礙物即可，因此只需要一對(duì)超聲波傳感器()。壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚躋馱。通過時(shí)間差計(jì)算距離。贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷鯛漢。基于以上分析，擬訂方案三。且超聲波具有較好的指向性，頻率越高，指向性越強(qiáng)。由于超聲波的波長(zhǎng)短，超聲波射線可以和光線一樣，能夠反射、折射，也能聚焦，而且遵守幾何光學(xué)上的定律。擁締鳳襪備訊顎輪爛薔報(bào)贏。如圖所示，單片機(jī)控制信號(hào)在延時(shí)后控制激光發(fā)射器發(fā)射激光束，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)接收器將接收的信號(hào)反饋給單片機(jī)時(shí)停止計(jì)時(shí)。激光具有方向性強(qiáng)、亮度高、單色性好、傳輸速度快（）等優(yōu)點(diǎn)，因此激光傳感器具有抗干擾性強(qiáng)，測(cè)量精度高，反應(yīng)速度快等特點(diǎn)。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡縫勵(lì)。為了確保小車在行駛過程中避免撞到障礙物，系統(tǒng)需要利用測(cè)距傳感器檢測(cè)出障礙物與小車之間的距離，使小車做出正確的動(dòng)作，避免與障礙物相碰。滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦鋇絨。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴買闥。當(dāng)沒有被測(cè)物體時(shí)，先使回路諧振，諧振頻率為此時(shí)阻抗值最大，輸出電壓為最大。圖中，電感和電容和接成電容三點(diǎn)式振蕩器?；[叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)櫧撻。由物理學(xué)可知，其諧振頻率為：諧振回路的阻抗為：當(dāng)傳感器的電感變化時(shí)，頻率和都隨之變化，因此可以通過測(cè)量頻率和阻抗來測(cè)量
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1