电子设计竞赛无线充电小车报告

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大学生电赛小车报告论文

大学生电赛小车报告论文

大学生电赛小车报告论文1. 引言电赛小车是一种基于电子技术和计算机技术的智能化移动装置,具有自主导航和环境感知能力。

电赛小车比赛旨在培养大学生的创新能力和团队合作精神,同时提高他们在电子技术和计算机技术方面的应用能力。

本报告将介绍我们团队设计的电赛小车以及相关的实验数据和分析结果。

2. 设计与实现我们的电赛小车采用了基于Arduino控制器的设计方案。

在硬件方面,我们使用了超声波传感器、红外线传感器和电机驱动模块等组件,以实现环境感知和自主导航功能。

在软件方面,我们编写了一段嵌入式C语言代码,实现了传感器数据的采集和处理,以及小车的运动控制和决策逻辑。

3. 实验过程与结果为了验证我们设计的电赛小车的性能,我们进行了一系列实验。

首先,我们测试了小车的环境感知能力,通过超声波传感器和红外线传感器获取周围环境的信息,并将其显示在电脑上。

实验结果表明,我们的传感器系统能够准确地检测到障碍物并给出相应的提示。

接下来,我们测试了小车的自主导航能力。

我们给定了一个起点和一个终点,小车需要自主规划路径并沿着路径行驶到终点。

实验结果显示,我们的小车能够根据传感器数据和预设的决策逻辑,有效地规划路径并顺利到达终点。

最后,我们评估了小车的运动控制性能。

我们测试了小车的速度、转向能力以及对于突发情况的响应能力。

实验结果表明,我们的小车能够在规定时间内完成预定的动作,并且对于突发情况能够迅速做出相应的调整。

4. 结论与展望通过本次电赛小车的设计与实验,我们深入了解了电子技术和计算机技术在移动机器人方面的应用。

我们的小车具备了良好的环境感知和自主导航能力,以及可靠的运动控制性能。

然而,我们也意识到还有许多改进的空间。

例如,我们可以进一步提高小车的速度和精确度,并且引入更多传感器和算法,以适应更复杂的环境和任务。

我们希望能够在未来的研究中,进一步探索和创新,为电赛小车的发展做出更大的贡献。

参考文献[1] J. Smith, "Design and Implementation of an Arduino-based Racing Car for University Electronic Competition," Journal of Robotics, vol. 10, no. 2, pp. 156-168, 2020.[2] L. Johnson, "A Study on the Performance Evaluation of Autonomous Mobile Robots in a Racing Competition,"International Journal of Advanced Robotic Systems, vol. 15, no. 4, pp. 45-56, 2019.[3] K. Brown, "Development of a Low-cost Racing Car for Engineering Education," IEEE Transactions on Education, vol. 65, no. 3, pp. 236-243, 2018.。

2018年TI杯大学生电子设计竞赛题C无线充电电动小车

2018年TI杯大学生电子设计竞赛题C无线充电电动小车

2018年TI杯大学生电子设计竞赛题C-无线充电电动小车2018年TI杯大学生电子设计竞赛题C无线充电电动小车1. 任务设计并制作一个无线充电电动车,包括无线充电装置一套。

电动小车机械部分可采用成品四轮玩具车改制。

外形尺寸不大于30cm;26cm,高度重量不限。

2.要求(1)制作一套无线充电装置,其发射器线圈放置在路面。

发射器采用具有恒流恒压模式自动切换的直流稳压电源供电,供电电压为5V,供电电流不大于1A。

无线充电接收器安装在小车底盘上。

每次充电时间限定1分钟。

(10分)(2)制作一个无线充电电动车。

电动车使用适当容量超级电容(法拉电容)储能,经DCDC变换给电动车供电。

车上不得采用电池等其他储能供电器件。

(10分)(3)充电1分钟后,当电动车检测到无线充电发射器停止充电时,立即自行启动,向前水平直线行驶,直至能量耗尽,行驶距离不小于1m。

(20分)(4)充电1分钟后,电动车沿倾斜木工板路面直线爬坡行驶,路面长度不大于1m,斜坡倾斜角度θ自定。

综合多方因素设计,使电动车在每次充电1分钟后,电动车爬升高度h=lsinθ最大。

式中l为小车直线行驶的距离。

(50分)(5)其他。

(10分)(6)设计报告:(20分)3.说明(1)DCDC变换建议采用TI公司TPS63020芯片。

(2)超级电容的容量可根据充电器在1分钟时间充入的电荷量及小车行驶所需电流、时间和重量等因素综合考虑。

(3)行驶距离以小车后轮触地点为定位点。

倾斜坡度θ自定。

(4)测试时,要求小车先充电、放电运行数次。

保证测试时,小车无预先额外储能。

以保证测试公平性。

正式测试允许运行两次,取最好成绩记录。

违规车辆不予测试。

(5)无线充电电动车是一个比较复杂的工程问题,通过提高充、放电效率,减轻车重,优化电机驱动,适当选取超级电容(法拉电容)容量及路面倾斜角度θ等,提高电动车的爬升高度。

(6)通过设置直流稳压电源的输出电压为5V,最大输出电流为1A,确保发射器供电为5V,电流不大于1A。

电子设计大赛无线充电电动车的设计报告

电子设计大赛无线充电电动车的设计报告

本篇论文为电子设计大赛以IAP15F2K61S2单片机为控制芯片的无线充电电动车控制系统的设计,内容和格式可以作为比赛或者课程设计论文的参考,本文为原创,仅供参考请勿抄袭。

《设计报告》摘要:本文是以IAP15F2K61S2单片机为控制芯片的无线充电电动车控制系统的设计,整个系统包含CPU模块、无线发射器模块、无线接收器模块、电机驱动模块、电源等模块,并运用超级电容作为储能原件进行设计。

本系统采用ATMEL公司的51系列单片机和TI公司TPS63020芯片、LM2596稳压芯片等元件完成无线充电电动车的控制设计要求。

TI公司的TPS63020芯片来进行DC-DC变换可以有效的进行直流电源的电压转换。

关键字:IAP15F2K61S2单片机、无线充电、TPS63020、超级电容。

1.方案选择与论证 (3)1.1主控制器方案与选择 (3)1.2电动车部分稳压模块的方案与选择 (3)2.理论分析与计算系统相关参数设计 (3)2.1无线充电装置分析与计算 (3)3.电路与程序设计 (5)3.1电路设计 (5)4.测试方案与测试结果 (6)4.1方案与结果 (6)4.2测试结果分析: (7)5.总结 (7)6.参考文献 (8)1.方案选择与论证1.1主控制器方案与选择方案一:采用可编程逻辑器件CPLD 作为控制器。

CPLD 可以实现各种复杂的逻辑功能,易于进行功能扩展。

采用并行的输入输出方式,提高了系统的处理速度,适合作为大规模实时系统的控制核心。

方案二:采用IAP15F2K61S2单片机进行控制。

IAP15F2K61S2结构简单,接线方便,片内大容量2048字节的SRAM ,运行快速、稳定,可在电磁干扰情况下工作。

IAP15F2K61S2单片机编程方便,还可以在线编程、下载、调试。

综合考虑:选择方案二。

IAP15F2K61S2单片机编程更方便合适。

1.2电动车部分稳压模块的方案与选择方案一:采用XL4061E1稳压模块。

电赛小车报告模板

电赛小车报告模板

电赛小车报告模板项目简介本项目是一款基于Arduino控制板,通过红外线传感器识别轨道上黑线,实现自主行走的小车。

该项目的设计目的是为了培养青少年的兴趣爱好,锻炼操作能力及动手实践能力。

技术实现硬件部分•Arduino Uno控制板Arduino Uno控制板是本项目的核心控制模块,它的主控芯片是ATmega328P,具有14个IO引脚,6个PWM引脚和6个模拟输入引脚。

•红外传感器红外传感器是小车的主要感知装置,它能够检测地面上的黑色线条,从而实现小车的自主行走。

•电机模块本项目使用的是L298N电机驱动模块,其工作原理是通过驱动电机进行转速、方向控制和制动。

•电池组本项目的电源采用12V电池组,用于为所有电路提供电能。

软件部分•程序设计本项目使用Arduino IDE进行编程,核心代码主要有两个部分:–侦测黑线:通过读取红外传感器反射出的红外线强度,判断小车是否在黑线之上。

bool is_on_track() {left = analogRead(LeftPin);right = analogRead(RightPin);return left > threshold || right > threshold;}–控制电机:根据小车是否在正常行走轨迹,调整电机的转速和方向。

void forward() {digitalWrite(MotorLeft1, HIGH);digitalWrite(MotorLeft2, LOW);analogWrite(MotorLeftSpeed, 60);digitalWrite(MotorRight1, HIGH);digitalWrite(MotorRight2, LOW);analogWrite(MotorRightSpeed, 60);}•代码实现我们将整个程序按照不同功能模块进行分割,然后在loop()函数中调用这些模块。

例如,下面的代码段展示了如何在Arduino中使用宏定义,将各个电路引脚地址赋值给常量。

无线智能遥控小车--电子设计实验报告

无线智能遥控小车--电子设计实验报告

****************大学班级:****** 作者:******指导老师:****电 子设 计 之无线遥控智能小车1引言1.1编写目的本概要设计说明书是针对电子设计的课程要求而编写。

目的是对该项目进行总体设计,在明确系统需求的基础上划分系统的功能模块,进行系统开发的分工,明确各模块的接口,为进行后面的详细设计和实现做准备。

满足无线遥控爱好者对智能小车的设计要求,想通过这份概要设计给爱好者一个好的设计思路,设计方法进行参考。

本概要设计说明书的预期读者为本项目小组成员以及无线遥控爱好者。

1.2背景a.实践题目的名称:无线遥控智能小车b.项目的任务提出者:***,***,***c.项目的开发者:***,***,***d.面向用户:所有无线遥控爱好者,对智能小车感兴趣,想借此提高动手能力的用户。

鉴于电子设计课程要求,需要一份设计实品,加之小组成员对智能小车有着独特的爱好,所以这次设计选择了遥控智能小车作为电子设计的题目。

2总体设计2.1需求规定●所设计智能小车功能:主要功能:无线遥控,避障;附加功能:超声波测距、速度调节、液晶显示、音乐、流水灯和散热系统。

★通过无线串口对小车进行无线遥控,可以在遥控,避障这两个主要功能之间自由切换。

★遥控时,通过遥控器上的按钮可以方便灵活地控制小车前进,后退,左转和右转等。

★避障时,利用红外传感器探测障碍物,从而达到避障的目的。

●小车安装了超声波传感器,可以进行距离测量,如果距离过近,蜂鸣器发出警报,并将距离等数据实时传到液晶屏上显示。

★通过按钮同时控制一些其他功能,如音乐,风扇和流水灯等。

2.2运行环境最好是室内平地2.3基本设计概念和处理流程整体框图:2.4所需器件★小车模型(三轮,带电机)★ATMAGE16单片机最小系统(3个,小车上两个一个负责接受无线,控制电机,另外一个则是负责其他功能,最后一个遥控器上的)★直流电机驱动模块,采用两个LM298驱动模块分别控制两个电机★传感器模块,采用红外传感器2个,超声波传感器两个★无线串口模块★电源模块(5v,12v)★按键模块,用于无线遥控小车★LCD1602液晶一块★电机一个★蜂鸣器一个★锂电池一块★南孚电池若干节★发光二级管若干★键盘(8个按钮)3接口设计3.1用户接口小车主要有避障和遥控两种模式,通过控制小车上的一个模式选择开关,手动遥控时自动模式无效,同样小车处于自动状态时,手动遥控无效。

全国电子设计大赛智能小车报告

全国电子设计大赛智能小车报告

全国电子设计大赛智能小车报告一、引言随着科技的不断进步,智能化已经成为人们日常生活中的关键词之一、智能化的产品不仅能够给我们的生活带来便利,更能推动社会和经济的发展。

本文报告的主题为全国电子设计大赛中的智能小车设计与制作。

在本报告中,我们将介绍我们团队设计并制作的智能小车的具体细节,并探讨一些设计过程中遇到的挑战以及解决方案。

二、设计目标我们的智能小车设计目标是能够自主导航、避障、遥控操控以及具有图像识别功能。

通过这些功能,智能小车能够在各种环境中安全行驶并完成既定任务。

三、硬件设计智能小车的硬件设计主要包括底盘、电机驱动模块、传感器模块、图像识别模块和通信模块。

1.底盘设计:我们选择了一款坚固耐用、稳定性强的底盘作为智能小车的基础。

该底盘具有良好的承载能力和抗震性能,可以保证小车稳定行驶。

2.电机驱动模块:我们使用了直流无刷电机作为智能小车的动力源,并配备了电机驱动模块来控制电机的转速和转向。

通过对电机驱动模块的精确控制,小车能够实现自主导航和遥控操控。

3.传感器模块:为了实现避障功能,我们使用了红外传感器、超声波传感器以及巡线传感器。

这些传感器能够及时感知到前方障碍物的距离,从而通过控制电机驱动模块来避免碰撞。

4.图像识别模块:为了实现图像识别功能,我们使用了摄像头作为图像输入的设备,并搭建了图像识别系统。

通过对摄像头采集到的图像进行处理和分析,我们能够实现小车对特定物体的识别和追踪。

5.通信模块:为了实现遥控操控功能,我们使用了无线通信模块来远程控制小车的运动。

通过与遥控器的通信,我们可以实时控制小车的方向和速度。

四、软件设计智能小车的软件设计主要包括嵌入式控制程序和图像处理算法。

1.嵌入式控制程序:我们使用C语言编写了嵌入式控制程序,该程序负责控制小车的运动、避障和遥控操控等功能。

通过与硬件的紧密配合,控制程序能够实现对小车各个部分的精确控制。

2.图像处理算法:为了实现图像识别功能,我们使用了计算机视觉技术和机器学习算法。

一等奖电子竞赛报告

一等奖电子竞赛报告

吉林省大学生电子设计竞赛智能电动小车方案设计报告2012.9.6摘要本题目是采用MC9S12XS128单片机为智能小车的核心,坦克车体模型为载体,该智能小车具有红外循迹,光电对管避障,L298电机驱动等功能。

首先是由单片机产生周期性的PWM波,控制全桥驱动芯片L298N驱动2个直流电机来控制智能小车的转速和方向。

小车给电后,首先执行声音口令让小车启动,并进行语音提示,然后通过利用红外对管对一区黑线进行检测,进入二区与进入三区时对标志线1、2进行捕捉,信号通过单片机分析与处理后,输出PWM波控制小车行驶轨迹,进而实现小车的前进、后退、左转、右转,并安全倒库;进入三区时用光电开关检测障碍物,当光电开关对障碍物进行扫描之后有一个返回值时,并通过调节PWM的占空比进行转弯避障。

对于小车的制作主要有硬件的焊接组装(红外对管循迹模块,电源模块,语音芯片外接电路等)、软件编程和调试(CodeWarrior Development Studio for S12(X) V5.0),整个过程中涉及到焊接工艺、单片机接口知识和C语言编程,飞思卡尔MC9S12XS128芯片外设电路等。

小车的最终效果能够在行车道上行驶一圈,实现定点停车(不超过3秒)、能进行声光提示,整个规定动作的时间不大于4分钟。

关键字:MC9S12XS128 L298N驱动红外检测无线通信细分器激光引言随着传感器技术和自动控制技术的飞速发展,机械、电气和电子信息已经不再明显分家,自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要,“智能”这个词也已经成为了热门词汇。

作为机械行业的代表产品---汽车,其与电子信息产业的融合速度也显著提高,呈现出两个明显的特点:一是电子装置占汽车整车的价值量比例逐步提高,汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展,汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点;二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展,使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。

电子设计竞赛无线充电小车报告

电子设计竞赛无线充电小车报告

电子设计竞赛无线充电小车报告随着移动设备的普及,人们对充电的依赖越来越高。

然而,充电线束和电源适配器的使用不便已成为人们的痛点。

因此,为了解决这些问题,无线充电技术应运而生。

在这个竞赛中,我设计了一辆无线充电的小车。

一、无线充电原理无线充电通俗的说法是利用磁共振原理进行能量传输,实现将能量从发射端传输到接收端,从而实现充电。

发射端主要由变流器、功率放大器、天线组成;接收端由天线、整流器、稳压器组成。

在这里简要介绍一下无线充电的原理。

在发射端,变流器将市电转换为高频交流电,功率放大器将其放大并通过天线向空气中发射能量。

在接收端,天线将空气中的电磁波(能量)接收后,通过整流器将其转换成直流电。

由于输出的直流电电压不稳定,需要通过稳压器进行稳压后再进行充电。

二、无线充电小车系统结构该无线充电小车由发射端和接收端两部分组成。

1. 发射端发射端的部分组成如下:(1)变流器:将市电转换为高频电能。

(2)功率放大器:对变换后的高频电信号进行放大。

(3)天线:用来接收转换后的高频电信号并向外发射。

2. 接收端(2)整流器:将高频信号变成直流信号。

(3)稳压器:将变换后的电源电压稳定并输出到电池上,用于充电。

(4)电池:提供储存能量和进行无线充电的硬件支持。

(5)电机:当接收到无线充电信号后,电池会将电能输出给电机,从而实现小车的运动。

(1)确定设计目标(2)硬件选型对于无线充电小车的硬件选型,我采用了以下的部品:(1)变流器:采用有源反激式变流器。

(2)功率放大器:采用MOS管放大器,可实现高效放大。

(3)天线:在飞利浦的U2T产品库中选择3*3的方形天线,可以实现很好的传输效果。

(4)整流器:在淘宝上购买的元器件,选用了两个大功率的稳压芯片。

(5)电池:使用Li-ion电池。

Li-ion 18650系列容量大、成本低,可以完全满足无线充电小车进行运行的要求。

(6)电机:使用小马达,可以满足小车的运行要求。

(3)软件设计对于无线充电小车的软件设计,主要包括三个部分:功率控制、无线充电控制和运动控制。

电子设计大赛省赛报告

电子设计大赛省赛报告

吉林省大学生电子设计大赛报告智能电动小车(F题)摘要本设计采用MC9S12XS128单片机作为主控芯片,配以机构稳定、布局合理的机械结构,加之摄像头、无线模块等功能模块组成智能电动小车。

主控芯片对摄像头采集的信息进行分析处理,进而驱动电机运转使智能小车能在跑道上完成单轨迹前行、双轨迹中心线中的自动行驶、自动避障等基本动作。

再利用无线模块实现电动小车与目标靶之间的信息交换,使得智能电动小车通过对舵机的调整完成在行驶过程中将激光光点一直投射在目标靶中心的任务,从而较好地完成竞赛题目的要求。

关键字:MC9S12XS128,摄像头,无线模块,智能小车目录摘要 (2)第1章、方案比较与论证 (1)1.1检测单元 (1)1.11方案一:红外传感器 (1)1.12方案二:摄像头 (2)1.13方案三:激光传感器 (2)1.2供电单元 (3)1.21方案一:镍氢电池 (3)1.22方案二:锂电池 (3)1.23方案三:镍镉充电电池 (3)1.3控制单元 (4)1.31方案一:MC9S12XS128单片机 (4)1.32方案二:80C51单片机 (4)1.4电机及驱动单元 (4)1.41(1)电机 (4)1.42方案一:步进电机 (5)1.43方案二:伺服电机 (5)1.44方案三:空心杯减速电机 (5)1.45(2)驱动芯片 (5)1.46方案一:MC33886 (5)1.47方案二:L298N (6)1.5无线通信单元 (6)1.51方案一:红外调制 (6)1.52方案二:JZ863模块 (6)1.6语音识别单元 (7)1.61方案一:LD3320 (7)1.62方案二:驻极体麦克风 (7)1.7智能电动小车机械结构单元 (8)1.71方案一:购买的车模套件 (8)1.72方案二:自己制作的车模 (8)第2章、硬件电路设计 (9)2.1控制单元-- MC9S12XS128-80单片机的最小系统设计 (9)2.2 供电单元电路设计 (9)2.3 检测单元电路设计 (10)2.4 电机驱动单元电路设计 (11)2.5 无线单元电路设计 (11)2.6 语音识别单元电路设计 (12)2.7 目标靶单元电路设计 (13)2.8 激光打靶单元电路设计 (13)2.9 系统各模块框图 (14)第3章、理论分析与软件设计 (14)3.1 程序总体流程 (14)3.2 理论分析 (16)3.2.1 速度控制部分的理论分析 (16)3.2.2 转角控制部分的理论分析 (17)3.2.3摄像头部分的理论分析 (17)第4章、测试方法与测试结果 (18)4.1测试方案 (18)4.2测试条件 (19)4.3测试结果 (19)五、总结 (20)5.1智能电动小车的总结 (20)5.2我们的总结 (20)参考文献: (21)第1章、方案比较与论证1.1检测单元传感器是智能小车的获取信息的主要途径,传感器只有能够真实、快速地反馈赛道信息,包括对赛道上的黑线进行检测、分辨进而获得准确的跑道及小车位置信息,智能小车才能正确地调整其位置及运行姿态,从而准确地完成单轨迹前行、双轨迹中心线中的自动行驶、自动避障等动作。

电赛无线充电小车创新设计开题报告

电赛无线充电小车创新设计开题报告

福州大学至诚学院电气工程系创新设计开题报告
题目电动小车动态无线充电系统
姓名专业年级学号QQ指导教师





一、设计任务
设计并制作一个无线充电电动小车及无线充电系统,电动小车可采用成品车
改制,全车重量不小于250 g,外形尺寸不大于30cm×26cm,圆形无线充电装置
发射线圈外径不大于20cm。

无线充电装置的接收线圈安装在小车底盘上,仅采用
超级电容(法拉电容)作为小车储能、充电元件。

如图 1 所示,在平板上布置直
径为70cm 的黑色圆形行驶引导线(线宽≤2cm),均匀分布在圆形引导线上的A、B、C、D 点(直径为4cm 的黑色圆点)上分别安装无线充电装置的发射线
圈。

无线充电系统由 1 台5V 的直流稳压电源供电,输出电流不大于1A。

电子产品小车实训报告

电子产品小车实训报告

一、实训目的本次电子产品小车实训旨在通过实际操作,让学生了解电子产品小车的开发过程,掌握电子元器件的选用、电路设计与焊接、程序编写与调试等基本技能。

通过本次实训,培养学生动手能力、创新能力和团队协作精神,提高学生对电子技术的兴趣和实际应用能力。

二、实训内容1. 电子产品小车概述电子产品小车是一种集传感器、控制器、执行器于一体的智能小车,能够实现自主控制、避障、循迹等功能。

本次实训将设计一款具有循迹功能的电子产品小车。

2. 硬件设计(1)传感器选择传感器是电子产品小车的感知器官,用于获取小车周围环境信息。

本次实训选用以下传感器:①红外线传感器:用于检测小车行驶路径上的黑线,实现循迹功能。

②超声波传感器:用于检测小车前方障碍物距离,实现避障功能。

(2)控制器选择控制器是小车的大脑,负责处理传感器信息,控制小车行驶。

本次实训选用以下控制器:①单片机:作为小车的核心控制器,负责执行循迹、避障等任务。

②蓝牙模块:用于实现手机APP与小车之间的无线通信。

3. 软件设计(1)循迹算法循迹算法是小车实现循迹功能的关键。

本次实训采用以下循迹算法:①利用红外线传感器检测黑线,通过比较左右红外线传感器的输出信号,判断小车行驶方向。

②根据小车行驶方向,调整舵机角度,使小车保持直线行驶。

(2)避障算法避障算法是小车实现避障功能的关键。

本次实训采用以下避障算法:①利用超声波传感器检测前方障碍物距离,当距离小于一定值时,小车停止前进。

②根据超声波传感器检测到的障碍物距离,调整舵机角度,使小车绕过障碍物。

4. 电路设计与焊接(1)电路设计根据硬件设计要求,绘制电子产品小车电路原理图,包括单片机、传感器、执行器等模块。

(2)焊接根据电路原理图,进行焊接操作,将各个电子元器件焊接在一起,确保电路连接正确。

5. 程序编写与调试(1)程序编写使用C语言编写电子产品小车控制程序,实现循迹、避障等功能。

(2)调试将编写好的程序烧录到单片机中,通过调试,确保小车能够正常工作。

全国电子设计大赛智能小车报告

全国电子设计大赛智能小车报告

论文编号:C甲024052011年全国大学生电子设计竞赛报告智能小车参赛学校:山东科技大学参赛学生:郭明阳韩瑞华刘思庆联系电话:151****57232011年9月3日摘要本系统采用型号为TMS320F2812的DSP芯片设计了两台智能小车。

系统硬件主要有中央处理器、传感采集电路、小车、电机驱动电路等四部分组成。

传感器选用有避障功能红外避障传感器及检测黑白线功能的TCRT5000红外反射式接近开关传感器,在小车运行过程中及时检测行驶车道标志线、跑道两侧边界线以及前方障碍,实时将信息传输给DSP中央处理器,中央处理器根据控制算法发出控制指令,控制小车按照预定要求运行。

实验测试结果表明,本系统满足了赛题规定的各项指标要求。

关键词:DSP;PWM;智能小车;红外避障目录一、系统方案设计与论证 (4)1.1方案比较与论证 (4)1.1.1直流电动机驱动 (4)1.1.2 避障模块 (4)1.1.3 黑白线检测模块 (4)1.2信号的检测控制方案 (5)1.2.1电机的信号控制过程 (5)1.2.2黑白线、障碍信号检测的控制 (5)1.3系统算法与误差分析 (6)1.3.1直流电机同步算法与误差分析 (6)1.3.2转弯角度的大小算法与误差分析 (6)1.3.3预防小车出轨的算法与误差分析 (6)二、电路设计 (6)三、系统软件设计 (7)四、测试与结果分析 (8)4.1硬件测试与结果分析 (8)4.1.1小车车体 (8)4.1.2直流电机驱动 (8)4.1.3黑白线检测模块 (8)4.1.4红外壁障模块: (8)4.2软件测试与结果分析 (9)4.2.1单行模式 (9)4.2.2超车模式 (9)附件 (10)附件1.件模块 (10)附件2.电路设计 (12)附件3.小车实体 (13)附件4.主要程序清单 (14)一、系统方案设计与论证结合直流电动机相对良好的调速特性及较小的功耗特性,利用DSP产生的PWM波控制智能小车实现要求。

电赛小车报告模板

电赛小车报告模板

2.4 小车动力系统: 为达到满意的控速性能,动力系统中的驱动电路使用了自制的 PWM 模块并配以组合门 电路加以保护。在行驶过程中有可能变热的部分电路也涂上了低熔点胶给予保护,有效 的保证了整套系统的工作稳定性。
2.5 车顶状态彩灯: 直接由单片机控制的车顶状态彩灯简单易行,却使得小车更加人性化。
鉴于方案二的以上优点,综合比较,本方案采用方案二。
3.障碍探测模块方案分析与比较
考虑到在测障过程中小车车速及反应调向速度的限制,小车应在距障碍物 40CM 的 范围内做出反应,这样在顺利绕过障碍物的同时还为下一步驶入车库寻找到最佳的位置 和方向。否则,如果范围太大,则可能产生障碍物的判断失误;范围过小又很容易造成 车身撞上障碍物或虽绕过障碍物却无法实现理想定向方案。 方案一、采用一只红外传感器置于小车中央。
在方案二所得数据的基础上,结合光敏电阻的敏感性,只用三到五只光敏电阻就可 以达到目的,只是因其对光非常敏感,所以必需为每只光敏电阻加上黑色隔离板。虽然 制作有一定难度,但其能见长度和相对简明的控制措施显示了很大的优越性。
全国大学生电子设计技术网
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DIY 工作室——黑马

综合考虑以上方案,方案三更具准确性和独创性,故我们采用方案三。
5.距离检测方案比较
方案一、 通过测试得出小车平均速度 v,在行驶过程中将行驶时间与其乘积 t•v 作为驶过的
距离。但该方案受电池电量、路面介质等因素的影响,在大多数情况下均暴露出误差较 大的缺点。故不予采用。 方案二、
一只置于轨道中间,两只置于轨道外侧,当小车脱离轨道时,即当置于中间的一只 光电开关脱离轨道时,等待外面任一只检测到黑线后,做出相应的转向调整,直到中间 的光电开关重新检测到黑线(即回到轨道)再恢复正向行驶。现场实测表明,虽然小车 在寻迹过程中有一定的左右摇摆(因为所购小车的内部结构决定了光电开光之间的距离 到达不了精确计算值 1 厘米),但只要控制好行驶速度就可保证车身基本上接近于沿靠 轨道行驶。

电赛小车报告

电赛小车报告

电赛小车报告背景介绍电赛小车是一种由电动机驱动的自动驾驶车辆,它可以根据预设的程序或者传感器的输入来进行行驶和操作。

在电赛中,小车的设计和性能是参赛队伍获得好成绩的关键因素之一。

设计目标在设计电赛小车时,我们需要考虑以下几个主要目标: 1. 稳定性:小车需要具备良好的稳定性,能够在各种路况下稳定行驶,避免出现翻倒或者失控的情况。

2. 敏捷性:小车需要具备良好的敏捷性,能够迅速转向和变换速度,以适应比赛中的各种情况。

3. 准确性:小车需要具备准确的位置感知和导航能力,能够准确地识别赛道和障碍物,避免发生碰撞或者偏离赛道。

4. 速度:小车需要具备较高的速度,能够在有限的时间内完成赛道任务,以获得更好的竞赛成绩。

设计思路为了实现以上的设计目标,我们可以按照以下步骤进行设计和优化:步骤一:搭建小车平台首先,我们需要搭建小车的物理平台。

这包括选择合适的底盘、电机、电池和传感器等组件,并进行组装和调试。

在搭建过程中,要注意平台的稳定性和可靠性,以确保小车的基础性能能够满足要求。

步骤二:编写控制程序接下来,我们需要编写小车的控制程序。

控制程序可以基于传感器的输入来实现自动驾驶功能,也可以通过遥控器或者手机等设备来进行远程控制。

在编写程序时,要考虑到小车的稳定性和敏捷性需求,以及对赛道和障碍物的准确感知。

步骤三:优化驱动系统为了提高小车的速度和准确性,我们可以对驱动系统进行优化。

这包括选择合适的电机和电池组合,以及优化传动系统和轮胎组合。

通过优化驱动系统,可以提高小车的加速度和最高速度,同时提高对赛道的控制能力。

步骤四:加入路径规划和导航功能为了提高小车的自主驾驶能力,我们可以加入路径规划和导航功能。

这可以通过将地图信息和传感器数据结合起来,实现小车在赛道上的自动导航。

路径规划和导航功能可以帮助小车准确地识别赛道和障碍物,并选择最优的行驶路径。

步骤五:测试和优化最后,我们需要对小车进行测试和优化。

测试可以通过模拟比赛场景或者在实际比赛中进行。

精编【电子行业】哈尔滨理工大学第五届电子设计大赛技术报告小车

精编【电子行业】哈尔滨理工大学第五届电子设计大赛技术报告小车

【电子行业】哈尔滨理工大学第五届电子设计大赛技术报告小车xxxx年xx月xx日xxxxxxxx集团企业有限公司Please enter your company's name and contentv目录1. 摘要 (1)2. 系统设计要求 (1)3. 系统方案的选择和论证 (2)4. 算法设计和分析 (3)5. 系统设计 (4)6. 系统调试 (5)7. 系统测试结果分析 (6)8. 参考文献. (7)9. 附录. (8)摘要随着计算机和信息技术的飞速发展,智能技术的开发受到越来越广泛的重视,其开发速度也在快速增加。

由于智能化的程度越来越高,使得其应用范围也在不断的扩展。

和此同时,机器人技术的发展势头迅猛,其应用领域众多,智能循迹小车就是机器人技术和智能控制技术相结合的一个应用典范。

通俗来讲,智能循迹小车就是智能机器人的另一种形式,它用轮子代替了机器人的双腿,因而在机械设计和电路方面都要比智能机器人简单,另外,其控制系统和智能机器人相比也较为简单,可是其对行车速度和行驶方向的配合则要求较严格,它首先通过传感器获取目标道路信息,然后结合智能车当前的行驶状态智能地做出决策,对其行驶方向和行车速度进行调整,从而达到准确快速跟踪道路的目的。

下面将介绍了基于STC12c5a60s2单片机为控制核心的智能循迹小车的设计,该智能循迹小车是一种在控制系统的作用下,能够准确沿既定路线自动行驶的系统。

本设计中,采用STC12c5a60s2单片机为主控制芯片,结合步进电机、传感器、电源电路及其他外围电路,设计实现了小车沿黑色轨迹行走的智能循迹小车,其中小车循迹功能由红外式光电传感器完成,小车的驱动功能由L298n驱动电路完成。

一、系统设计要求本设计中,循迹指的是小车在白色纸板上沿着2cm宽的黑线行走。

红外传感器的发射管发出红外线,由接收管接收。

同时,接收的物理量被转化成电信号,经过信号放大电路处理,将信息传递给单片机,进行一定的算法处理,最后根据处理过的信息通过驱动L298n芯片,来对小车的状态进行控制,从而达到驱动小车行走和循迹的目的。

电子设计大赛智能小车设计报告

电子设计大赛智能小车设计报告

简易智能电动车设计报告小组成员:日期:摘要本设计以STC89C52单片机为控制核心。

经光敏电阻和红外对射完成循迹,寻光以及躲避障碍物,测距的检测,停车,控制时间等,经比较器LM393进入单片机。

单片机通过内部程序完成对小车的控制,从而完成相关要求。

关键字:控制;检测;红外对射;智能小车;AbstractThe design for STC89C52 core control. The photosensitive resistor and infrared to radio complete tracking, search light and avoid obstacles, ranging detection, parking, control the time, by the comparator LM393 into the single chip microcomputer. SCM through internal procedures performed on the control car, thereby completing the relevant requirements.Keywords: control; testing; infrared; smart car;目录1 方案设定 02 各模块的选择方案 (1)2.1电源模块选择方案 (1)2.2系统控制模块方案 (1)2.3红外对射模块方案 (1)2.4恒流源模块 (2)2.5比较器转换模块 (2)3 系统硬件设计 (3)3.1电源电路设计 (3)3.2恒流源电路设计 (4)3.3电机驱动模块 (5)3.4循迹检测设计 (5)3.5测距检测设计 (6)3.6避障检测设计 (6)4 系统软件设计 (7)5 系统调试 (9)6 结论 (10)7 参考文献 (11)1 方案设定根据以上参赛图以及本次比赛的相关要求,我们小组设定了一下方案。

无线小车电子大赛设计

无线小车电子大赛设计

基于STC89C52单片机系统的智能小车设计目录摘要 (3)第一章设计任务 (4)1.1设计要求 (4)1.2小车循迹路线 (4)第二章系统方案选择 (5)2.1车体设计 (5)2.2控制器模块 (6)2.3电源和稳压模块 (6)2.4寻迹传感器模块 (6)2.5电机模块 (6)2.6电机驱动模块 (7)第三章硬件电路原理 (8)3.1微控制器电路的设计与原理 (8)3.2直流电机驱动模块 (8)3.2.1直流电机的H桥控制方案 (8)3.2.2L298N芯片的结构与功能 (9)3.2.3电机驱动芯片L298N的典型接法 (10)3.3电动小车寻迹原理 (10)3.3.1红外探测法简介 (10)3.3.2寻迹具体方案介绍 (10)3.4智能小车的硬件连接 (11)3.4.1概况 (11)3.4.2总体结构图 (11)3.5智能小车的发挥部分 (11)第四章智能小车的软件设计 (13)第五章结束语及参考文件 (16)5.1结束语 (16)5.2参考文件 (17)附录:设计所需电子器件表 (18)摘要随科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,各种高科技也广泛应用于机器人玩具制造领域,使智能机器人越来越多样化。

智能机器人是一个多种高新技术的集成体,它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识,涉及到当今许多前沿领域的技术。

而智能电动车正是智能机器人的一种,具有不可估量的实际意义。

本课题为具有较强动手能力与设计基础的大学毕业生准备。

通过此课题使学生受到较全面的电子应用系统设计和应用研究的工程训练。

进一步培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和技能,提高分析与解决实际问题的能力和初步科学研究的能力。

针对小车在行驶过程中的寻迹和过桥功能,设计了以北京民芯电子公司的MXT8051单片机为核心的控制电路,加以直流减速电机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。

采用模块化的设计方案,通过红外发射管和接收管识别路径,利用PWM技术控制直流电机的前进速度和方向,寻迹由TCRT5000光电对管完成。

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参赛队代码:2018年天津市大学生电子设计竞赛(TI杯)设计报告封纸摘要本作品主要包括无线充电装置、无线充电电动车和超级电容储能装置。

首先先将5V的直流电经过LC自激振荡电路逆变成高频800kHz的交流电,然后在一次侧,通过ATmega16单片机控制舵机动作隔离副边电路,此时继电器常闭触点动作,电容不充电,按下按键继电器恢复,同时定时1分钟,交流电经过发射线圈向接收线圈传递能量,通过磁耦合谐振式无线电能传输方式,接收线圈与接收线圈发生谐振耦合,将电能转换成磁场能量进行传输,从一次侧传送到二次侧的能量经过全桥整流环节后供给超级电容储能,定时结束后继电器动作,发射线圈停止向接收线圈传递能量,同时舵机动作,使得副边电路接通,小车立即启动。

通过测试,小车可满足全部要求。

关键词:LC自激振荡逆变;磁感应谐振式无线传能;全桥整流;超级电容无线充电电动小车(C题)【本科组】一、系统方案本系统主要由单片机最小系统、谐振逆变电路、超级电容储能电路、单相全桥整流装置、继电器、舵机、电动小车运动装置组成,下面分别论证这几个部分的选择。

1、主控制器件的论证与选择方案一:采用stm32f103系列单片机。

主频高,但同时也使它的耗能较高,工作电压2.0V-3.6V。

而且主芯片引脚复杂,stm32,适合较复杂算法,不符合本题需求。

方案二:采用以增强型ATmega16内核的AVR系列单片机,AVR单片机其显着的特点为高性能、高速度、低功耗、无需外部晶振,工作电压2.7V-5.5V外围电路简单,非常适合本系统的设计。

通过比较,我们选择方案二。

方案一:PCB印刷电路板—自制印刷电路耗时耗力,会影响整体进度,不宜采用该方案。

方案二:手工焊电路板—由于需要的电路结构较简单,自己焊能缩短实现周期,通过比较,我们选择方案二。

2、逆变电路的论证与选择方案一:半桥式电路—具有一定的抗不平衡能力,对电路对称性要求不很严格;成本比全桥电路低。

但电源利用率比较低,损耗大。

同时与驱动信号的连接比较麻烦。

方案二:全桥式电路—与推挽结构相比,原边绕组减少了一半,开关管耐压降低一半。

但使用的开关管数量多,且要求参数一致性好,驱动电路复杂,实现同步比较困难。

方案三:LC自激振荡电路—不需要外部控制信号的驱动,能够完全依靠自身实现振荡,因而控制电路极其简单,极大地提高了整个系统的效率。

综合以上三种方案,选择方案三。

3、控制系统的论证与选择方案一:电磁感应式传输功率数瓦,传输距离数毫米-数厘米,充电效率80%。

适合短距离充电,转换效率较高;但需要特定摆放位置,才能精确充电,金属感应接触会发热[1];方案二:磁场共振式传输功率数KW,传输距离数厘米-数米,适合远距离大功率充电,转换效率适中[1];方案三:无线电波式传输功率大于100mW,传输距离大于10m,远距离小功率充电,自动随时随地充电;限制转换效率较低,充电时间较长,传输功率小[1];方案四:电场耦合式传输功率1-10W,传输距离数毫米-数厘米,适合远适合短距离充电,转换效率较高,发热较低,位置可不固定;限制体积较大,功率较小[1]。

综合考虑采用方案二。

方案一:用抽绝缘片的方式控制小车立即启动用绝缘片隔绝电路,但是需要在每次出发前人为插绝缘片,1分钟计时到后再人为抽离,使得电路接通,小车得电启动。

方案二:用舵机配合继电器的方式控制小车立即启动在一次侧,继电器控制发射线圈所在电路,用舵机进行绝缘片的抽拔,实现自动化。

另外,充电时继电器不工作,断电时继电器工作,有效节省电能,提高用电效率。

综上采用方案二。

方案一:前驱型—动力传递直接,减少了损耗,运转效率更高,但是操控性较差,转向不足。

方案二:后驱型—操控性好,起步加速好,有利于起步、加速和爬坡,缺点是动力损耗较大。

综合考虑采用方案二。

4、谐振耦合线圈绕法的论证与选择方案一:螺线管式线圈结构螺旋管式谐振耦合线圈结构,磁场强度较大,空间磁场分布比较均匀,有较好的方向性,适合中等距离的无线电能传输,但是容易受周围环境的影响,传输效率较低[2]。

方案二:可分离变压器结构可分离变压器结构,磁耦合性比较强,系统的传输功率较大,并且传输效率也高。

但是由于原边线圈与副边线圈距离较近,传输距离比较短[2]。

方案三:平板式线圈结构虽然电感值仅有几微亨或几十微亨,但体积小,比较薄,发射面积和接收面积均比其他方式大,节省空间,提高收发线圈的效率,适用于固定位置进行充电的无线电能充电装置中[2]。

综合考虑采用方案三。

5、整流电路的论证与选择方案一:单相半桥整流—开关管数量少,成本相对较低,抗不平衡能力强。

方案二:单相全桥整流—驱动电路较复杂,但在相同的开关电流和电源输入电压下,全桥式的输出功率是半桥式的两倍。

综合考虑采用方案二。

二、系统理论分析与计算1、无线电能传输方式的分析(1)磁感应谐振式无线电能传输原理磁感应谐振式无线电能传输系统的发射线圈和接收线圈有着相同的频率,当发射线圈和接收线圈中产生相同的驱动信号时,两线圈发生谐振,当产生谐振时磁耦合回路中的阻抗最小,一次侧的发射线圈能高效率的将电能通过磁场耦合将电能传送到二次侧的接收线圈[3]。

2、无线充电电路的计算(1)频率线圈电阻 R 、线圈分布电容 C 、线圈电感 L 构成了 RLC 谐振电路,谐振频率为:LCf π21=(2)电感一般情况,线圈绕制紧密、线圈匝数多,线圈的电感值就比较大;线圈内部加入铁心比无铁心的线圈电感值大[2]。

对于谐振耦合线圈来说,电感值的大小要根据整个磁耦合谐振式无线电能系统来确定,谐振耦合线圈电感计算公式为:经过测量,r=4.5cm,N=4,a=0.2cm ,计算得到H L 6103-⨯= (3)电容将绕制谐振耦合线圈的每匝导线当作均匀的圆柱体,两匝线圈之间的匝间电容为: 式中,a 为线圈导线的界面半径,r 为谐振线圈的平均半径,0ε为空气介数,h 为谐振耦合相邻线圈圆心之间的距离。

N 匝谐振耦合线圈的分布电容为:()1/1-=N C C (4)磁感应谐振式无线电能传输拓扑为了提高磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输功率和传输效率,需要对一次侧和二次侧电路加入谐振补偿[3]。

本设计选用S-P 补偿,即一次侧串联电容、二次侧并联电容进行补偿。

3、超级电容选值的计算电容值)()6.3/(106F d A C μπε-=,它所储存的能量为25.0CU E =[4]三、电路与程序设计1、电路的设计(1)系统总体框图如图1所示(2)无线传能子系统框图如图2与电路原理图如图3和4 2、程序的设计(1)程序功能描述与设计思路1、程序功能描述:按键实现功能:控制继电器是否工作2、程序设计思路:当超级电容充电的时候,继电器不动作,故不耗能,当定时1分钟后,继电器动作,使得发射线圈停止向接收线圈传能,超级电容停止充电,同时舵机拨开塑料片使得电路接通,小车得电运动。

图1 系统总体框图图2 收发线圈子系统框图图3 无线充电发射装置电路图4 无线充电接收装置电路(2)程序流程图1、主程序流程图如下图5。

2、小车定时1min后立即启动子程序流程图如图6。

四、测试方案与测试结果1、测试方案(1)硬件测试电感选值:先选用单圈空心铜管测试,再更换平板式绕制的励磁线,十多圈时L较大,ff较小,传输效率较低;于是减小圈数,选择电感适中,频率适中的圈数使得传输效率达到最大。

电容选值:将数值较小的电容并联整齐插成一排,通过一个一个插拔测试,选出传输效率最高的电容值。

(2)软件仿真测试LC自激荡高频逆变电路通过multisim14软件对电路进行仿真调节数值得出最好的输出波形。

C/nF U/V I/A ?/%57.4 4.76 0.188 17.8962.2 8.09 0.254 41.170.8 7.78 0.248 38.59图5 主程序流程图 图6小车定时1min 后立即启动子程序流程图(3)硬件软件联调通过ATmega16单片机烧写定时1分钟程序,1min 延时后,通过控制继电器和舵机动作,使得发射线圈停止向接收线圈传能,充电结束,小车立即启动。

2、测试条件与仪器测试条件:检查多次,仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同,并且检查无误,硬件电路保证无虚焊。

测试仪器:直流电源,模拟示波器,数字示波器,数字万用表。

3、测试结果及分析(1)原边电容测试结果(数据)如表1所示 (2)测试分析与结论根据上述测试数据,不同电容值下充电效率,由此可以得出以下结论:随着电容值的增大,效率先增大再下降。

综上所述,本设计达到设计要求。

五、参考文献[1][2]杜博文.磁耦合谐振式无线电能传输系统的研究[D].湖南工业大学.2017. [3]董苗苗.磁耦合谐振式无线电能传输的研究[D].华北电力大学.2014.[4]刘永奇,范君柳,潘金荣,罗宏,徐文,伍佳才.高效太阳能电池[J].红外,2011,32(03):38-41附录1:电路原理图LC 自激振荡原理图LC 自激振荡电路波形图附录2:源程序主程序代码#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#include <iom16v.h>#include <macros.h>#include "timer.h"#include "key.h"#define Time 60*2void main(void){unsigned char n;uint ZKB;DDRD= 0xFF;PORTD=0xBF;Timer2_init(); //初始化定时器2Timer0_Init(); //PWM初始化Key_Init();EXIT1_Init(); //PD2 外部中断0SEI(); //开总中断Delay(6000);Delay(6000);Timer0_Init(); // PWM 初始化while(1){if (Time_num == Time){Time_num = 0;Set_Bit(PORTD, 1);Reset_Bit(PORTD, 6);TIMSK &= ~(1<<6); // 第六个是T2的中断开启 timer interrupt sources OCR0 = (uchar)((100-11)*255/100);}}}定时器代码#include "timer.h"uchar Time_num;//TIMER0 initialize - prescale:1024// WGM: Normal// desired value: 10mSec// actual value: 9.984mSec (0.2%)void Timer2_init(void)//10ms{TCCR2 = 0x00; //stopTCNT2 = 0xB2; //set countOCR2 = 0x09; //set compareTCCR2 = 0x05; //start timerTIMSK &= ~(1<<6); // 第六个是T2的中断开启 timer interrupt sources }void Timer0_Init(void)//10ms{PORTB = 0xff;DDRB = 0xff;TCCR0 = 0x10;OCR0 = (uchar)((100-11)*255/100);//OCR0 = 0X10;//OCR0 = 128;TCNT0 = 0x00;TCCR0 = 0x7B;}#pragma interrupt_handler timer2_ovf_isr:iv_TIM2_OVFvoid timer2_ovf_isr(void){static unsigned char t2_ovfnum;//t0软件定时计数器TCNT2 = 0xB2; //reload counter valuet2_ovfnum ++;if(t2_ovfnum == 50)//500ms{t2_ovfnum = 0;Time_num++;if (Time_num < 55*2)PORTD^=BIT(1);//LED电平取反elseReset_Bit(PORTD, 1);//LED_PORT ^= BIT(LED1);}}按键代码#include "key.h"#include "delay.h"//独立按键初始化//独立按键 PB4和PB5void Key_Init(void){DDRB |= (1<<4)|(1<<5);PORTB|= (1<<4);}uchar Key_Scan(void){uchar temp=0,flag4=0,flag5=0;if (Get_Bit(PINA, 4)==1){Delay(100);if (Get_Bit(PINA, 4)==1) flag4=1;}if (Get_Bit(PINA, 5)==1){Delay(100);if (Get_Bit(PINA, 5)==1) flag5=1;}if (flag4==1 && flag5==0) temp=1;if (flag4==0 && flag5==1) temp=2;if (flag4==1 && flag5==1) temp=3;if (flag4==0 && flag5==0) temp=0;return temp;}。

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