直道檢測
在小車的中部平行裝有兩個色標(biāo)傳感器,采用查詢檢測的方法對黑線進(jìn)行檢測。89C51在檢測到黑線信號后,通過89C51的PI.5和Pl.6口得知是哪一個傳感器檢測到黑線,以此作為調(diào)整小車方向的基準(zhǔn)。在程序方面,我們采用了差補(bǔ)控制算法。在校正服務(wù)程序中通過檢測PI.5和Pl.6口的狀態(tài),運用差補(bǔ)算法,精確調(diào)節(jié)左右前輪的方向,達(dá)到使小車穩(wěn)定沿黑線行走的目的。
為了保證程序的準(zhǔn)確性,服務(wù)程序中設(shè)置了2重黑線檢測,有效的防止了小車沖出跑道。在直道上的鐵片,我們使用金屬探測傳感器來檢測。通過計算小車開始檢測到鐵片與離開鐵片時的圈數(shù)之差,乘以車輪的周長,我們可以得到鐵片的長度以及鐵片一半的長度,由此可以得到起跑線到鐵片中央的距離。
當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時,安裝在輪胎上的磁鋼使霍爾元件產(chǎn)生電平變化。因此只需記錄電平變化的次數(shù),便能得到實際轉(zhuǎn)速。為了提高準(zhǔn)確度,減少誤差,我們安裝了兩塊磁鋼。
轉(zhuǎn)彎檢測
為了防止小車沖出跑道以及按照黑線轉(zhuǎn)彎,需要在進(jìn)人彎道之前降低速度。因此我們采用了高效的H型PWM電路調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。在進(jìn)人轉(zhuǎn)彎之前,我們通過提前減速程序使小車降低速度。通過跟隨黑線行駛和檢測最后一片鐵片的位置,我們可以得到準(zhǔn)確的停車位置和車頭方向。在鐵片上停留55的期間,驅(qū)動聲光報警系統(tǒng),發(fā)出聲光報警信號;同時,由累計脈沖的總數(shù)便可得到全程行駛的時間。
障礙檢測
首先我們通過尋找Zoow燈泡的光源,來校正小車的方向。然后通過超聲波對障礙物進(jìn)行距離檢測,以此為基準(zhǔn),繞過障礙物。再通過檢測光源找到小車與車庫之間的距離,并由此引導(dǎo)小車準(zhǔn)確進(jìn)入車庫。
結(jié)束語
從測試結(jié)果來看,PWM技術(shù)能夠極大地提高電動機(jī)的驅(qū)動效率;雙色標(biāo)傳感器解決了小車嚴(yán)格按照軌跡(黑線)運行的問題;超聲波傳感器能夠精確測量小車與障礙物之間的距離,為躲避障礙物提供了較好的測量方法;霍爾傳感器可精確測量運行中的轉(zhuǎn)速。從運行情況看,采用本方案設(shè)計制作的智能小車,系統(tǒng)可靠性較高,運行穩(wěn)定,定位準(zhǔn)確,達(dá)到了設(shè)計要求。
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原文標(biāo)題:基于單片機(jī)控制的自主尋跡電動小車的設(shè)計
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