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智能车光电组硬件与机械设计专题智能车光电组硬件与机械设计专题智能车光电组硬件与机械设计专题
智能汽车光电组
硬件与机械设计专题
主讲人:卢红海
2012年9月4号
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前排激光板
光电车整体构造图
前排接收管
转向舵机
主激光板
电池
电机驱动板
测速编码器
主控板
摇头舵机
透镜
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内容安排
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一、光电车硬件设计
电源管理模块
单片机核心控制器
电机驱动模块
光电传感器模块
舵机控制模块
速度检测模块
人机交互模块
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1.1硬件设计总体方案
硬件电路是智能车的基础,只有完成了稳定科学的硬件电路,才能在这个基础上进行软件算法的设计,做出优秀的智能车。
智能车硬件设计原则:尽量精减,采用简单可靠的电路,选用性能优秀而且性价比好的芯片,设计稳定可靠兼容性好的电路板。
硬件设计主流方案:采用飞思卡尔16位XS128或32位微控制器MK60DN512作主控芯片。选用5mw—100mw激光作为路经检测传感器,微控制器通过I/O口获得激光传感器采集的赛道信息,经过处理后给出舵机转角和电机转速。通过人机接口可以方便的设置智能车运行的参数,并获得智能车运行状况。
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1.2单片机核心控制器
按照大赛组委会的规定,车模控制电路只能采用飞思卡尔半导体公司的8位、16位或32位MCU作为唯一微控制器。常用的MCU有:16位S12XS128、32位MK60DN512等。
核心控制器可以选择购买设计良好的最小系统板,也可以自己设计包括滤波电路、复位电路和BDM下载端口等。
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1.3电源管理模块
智能车采用7.2V 2000mAh镍镉蓄电池供电,由于电路中的不同电路模块所需要的工作电压和电流容量各不相同,因此电源模块应该包含多个稳压电路,将充电电池电压转换成各个模块所需要的电压。
稳压芯片的选取原则:压差不能太大,
电压要稳定,
电流要足够,
价格要适中。
常用芯片有LM2940、LM2941、 TL1963A等。
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1.3电源管理模块
常用电源模块电压分配图:
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1.4光电传感器模块
光电传感器是利用光电器件把光信号转换成电信号的装置。
光电传感器工作时,先将被测量转换为光量的变化,然后通过光电器件再把光量的变化转换为相应的电量变化,从而实现非电量的测量。
光电传感器的核心(敏感元件)是光电器件,光电器件的基础是光电效应。
光电传感器的结构简单,响应速度快,可靠性较高,能实现参数的非接触测量,因此广泛地应用于各种工业自动化仪表中。
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