方案一:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压。
但是电阻网络只能实现有级调速,而数字电阻的元器件价格比较昂贵,且可能存在干扰。最重要的问题是,一般电动机的电阻很小,电流很大,分压不仅降低效率,而且难以实现。
方案二:采用继电器对电动机的开或关进行控制。
这个电路的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间长,易损坏,寿命较短,可靠性不高。
方案三:采用由达林顿管组成的H型PWM电路。
PWM电路由四个大功率晶体管组成H桥式电路构成,四个晶体管分为两组,交替导通和截止,用单片机控制达林顿管使之工作在开关状态,根据调整输入控制脉冲的占空比,精确调整电动机转速。这种电路由于管子工作只有饱和和截止状态下,效率非常高。但是H型PWM电路必须要用分立元件搭起来,所以比较麻烦。
方案四:采用直流电机专用驱动芯片L298。
L298作为驱动的原理与H型PWM电路相同,只是将这些分立元件集成在一块芯片内部,方便适用。
从硬件和电路的工作量,以及成本考虑,选择方案四。
2 理论分析与计算 2.1信号检测与控制
2.1.1转弯与前进信号的检测与控制
根据题目要求,我们设计后边的小车正常情况下沿赛道内外边沿行驶,在车左侧装3个红外对管,车沿轨道,向左偏离轨道,向右偏离轨道时通过单片机识别比较器输出端经过编码的信号控制两个电机便可实现后边小车的转弯与前进。前边的小车正常情况下沿赛道外边沿行驶,在车右侧装两个红外对管,车沿轨道,向左偏离轨道,向右偏离轨道时通过单片机识别比较器输出端经过编码的信号控制两个电机便可实现前边小车的转弯与前进。
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沿赛道内侧行走时,由于转弯处角度有锐角、钝角、直角,根据三个红外对管分别是否检测到反射信号,并将信号通过比较器后编码,经分析可能出现的情况如下:
(1)000: 偏左 右转 (2)001: 偏左 右转 (3)010: 不存在 (4)011: 偏右 左转 (5)100: 不存在
(6)101: 由于在转锐角弯时,车直接转弯会掉到赛道外,所以让前进一
定时间后左转
(7)110: 不存在 (8)111: 偏右 左转
沿赛道外侧行走时,转弯处角度只有直角,根据两个红外对管分别是否检测到反射信号,并将信号通过比较器后编码,经分析可能出现的情况如下:
(1)00:偏右 左转 (2)01:偏右 左转 (3)10:前进 (4)11:偏左 右转
2.1.2加速减速(超车)信号的检测与控制
小车正前方光电传感器检测经过标志线的条数,在到达超车区域前,总共经过8条标志线,通过单片机计数,计数值到8,前边小车延时一定时间后停止,等待后边的车超过。
小车正前方蔽障传感器检测到后车跑到它前边,便延时一定时间后加速,并顺利通过整个赛道。
2.1.3发挥部分——切换跑道交换速度信号的检测与控制
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速度标志 发挥部分换道与交换发挥部分换道与交换速度标志
图2 赛道图形
发挥部分要完成甲车追乙车必须进行准确换道与交换速度,如图2所示,两个箭头所指标志线分别为两辆小车的换道与交换速度标志,小车正前方的红外对管通过计标志线条数检测这两道标志,以完成准确换道与交换速度。
2.2两车之间的通信方法
两车通信通过红外蔽障传感器实现,两车通信出现在超车过程中,当后车超过前车时,被超过的前车通过红外蔽障传感器检测到后车跑到它前边,利用单片机延时一定时间后加速,以便顺利通过整个赛道。
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到节能的目的。
3.1电路设计
体检测成另一辆小车。
3 电路与程序设计
3.1.2电机驱动模块
电源部分我们选择可充电电池,可以反复利用,达到节能环保目的。
2.3 关于节能的设计
3.1.1单片机最小系统
图3 单片机最小系统原理图
模块全部用废旧的电路板焊接拼制而成,不仅制成了我们所需要的形状,而且达
图3为单片机最小系统,包括单片机晶振与复位电路。
红外蔽障传感器的灵敏度要能很好的控制,否则极易受到干扰,会把别的物
经反复试验与检测小车行进时的功率很小,并且我们小车前端伸出的传感器
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