摘要:我们设计制作了一个具有寻线功能的简易自动入库小车。主要功能如下:遥控启动;自动入库功能(沿着黑线进入车库),并伴随灯光提示;检测车库中心所放置的铁片并停车,伴随语音和灯光提示,计算并显示入库,停留和出库所用的时间。
为使小车运行更加灵活可靠,我们采用了后轮用两个直流电机分别驱动,前轮采用自制的万向轮的驱动方式,采用L298双通道直流电机驱动芯片作为主控电路,将红外传感器采集的信号,经单片机处理后 ,控制驱动电机的PWM的占空比和方向,从而实现了题目要求的一系列动作,通过红外遥控启车,显示时间,和实时语音提示功能的实现,增加了作品的趣味性,技术性和智能程度;另外通过自制的霍尔金属传感器和自制万向轮的使用,更好的减轻了整车的重量,增加了小车的灵活性。
关键字:遥控启车 万向轮 PWM控制 霍尔传感器 万向轮
总体方案论证
采用ATM89S52单片机作为整机的控制单元;启车采用红外线遥控控制;寻迹采用反射式红外对管;铁片检测采用霍尔元件制作的金属传感器;将以上信号送入单片机进行处理,调制出PWM脉冲和电平对直流电机进行驱动;同时采用数码管对时间进行计时和显示,用ISP1420进行语音提示和报警。
此系统比较灵活,采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分,使系统硬件简洁化,各类功能易于实现,能很好地满足题目的要求。
本方案简洁、灵活、可扩展性好,能达到题目的设计要求,基本原理如图1所示
硬件模块电路设计(部分电路原理图)
启动部分
遥控器原理利用发射芯片产生一个32位数据,经高频载波通过红外线发射LED发射出去。接收部分由一个红外线接收模块接收数据经电容滤掉高频载波后,送单片机,与单片机中预存的数据进行比较,如相同而启动主程序运行。运行原理如图2、3所示。
寻迹部分
利用光的反射原理,当光线照射在白纸上,反射量比较大,反之,照在黑色物体上,由于黑色对光的吸收,反射回去的量比较少,这样就可以判断黑带轨道的走向。采用红外线发射,外面可见光对接收信号的影响较小,利用红外对管对黑线边界进行检测,再用LM324对检测信号进行比较,取反,送单片机进行处理。 电路原理如图4所示
铁片检测部分
根据霍尔元件的检测金属的原理,我们自制了一种简易而又可靠的金属检测传感器对车库内铁片进行检测,并同时停车计时。自制金属传感器的结构原理如图5所示.
软件设计