作为一名大三的学子,很有幸参加了第九届全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛。作为一个机械学子,在这个领域可谓是一张白纸,因为大二曾经自学过机电自动化方面的知识,这对整个制作起到了关键的作用。 全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛起源于韩国,是在飞思卡尔半导体公司资助下举办的大学生课外科技竞赛,按传感器类别分为摄像头组、光电组、电磁组、创意组。该竞赛是在规定的模型汽车平台上,使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块,通过增加道路传感器、电机驱动电路以及编写相应的控制软件,制作一个能够自主识别道路的模型汽车,按照规定路线行进,以完成时间最短者为优胜。该竞赛涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。 我们组所参加的光电组,主要是以光电传感器或者线性CCD(现已禁止使用激光传感器)作为主要路径传感器,我们组选用的是飞思卡尔半导体公司的16位微处理器——RAM内核的K60系列,基于组委会指定的B车模平台而去制作智能车,B车模相对来说,车模采用舵机控制前轮转向,后轮使用滚珠差速器从而实现转弯差速。车模相对比较笨重,驱动电机的功率较大,转向半径较小,车模轮胎摩擦系数较小,这都严重制约了车速的提高。 B车模 有了车模,只是第一步。硬件设计工作的重任落在我肩上,基于上面车模因素,对我们组的硬件设计工作带来严重的考验,经过前期资料和历届技术报告的查阅,我们组最终定下了电路硬件的设计图纸。整个电路硬件设计是使用的Altium Designer软件,工程的原理图如下:( 采用分层设计思路设计原理图。)一、采用分层结构设计,使设计思路清晰,各电路模块关系明确。 顶层连线关系 二、电源部分设计 电源是一个系统工作稳定的基本保障,所以电源的设计工作对整个系统至关重要的。 经过查阅电子电路设计手册以及相关网上资料后,最终采用如下设计方案: 1.电源7.2V动力电池供电,瞬时电流能达到5A,满足驱动电机的驱动要求,但是对稳压电路带来了严重的影响。因为当电机电流过大,会造成电源大的压降,以至于稳压芯片不能正常工作,得不到想要的稳压电压,会导致微处理器自动复位,带来不可预料的危险。 2.经过查阅大量资料,最终确定采用底线性压差稳压的TPS7350、TPS7333 芯片分别得到5V、3.3V电压。5V主用给5V供电要求的芯片供电和测速编码器供电。3.3V主要给K60微处理器供电,虽然K60超频到100M时,相对普通微处理器功率高,由于采用TPS7333芯片稳压,输出功率也较高,所以满足微处理器正常工作要求。数字舵机的电源要求也相对较高,我们选用LM2941可调稳压芯片来作为舵机的电源,通过合理选择LM2941稳压电阻的阻值,就能得到5.5V的电压,可调稳压输出也方便后期的调试,因为在竞速的模型上,转向的灵活和快速,决定了车模的车速和稳定。所以常常为了加快舵机的响应速度,缩小舵机的响应时间,适当的加大舵机的供电电压。 3.为了满足驱动电机的快速加减速,因而IR2104芯片驱动大功率的MOSFET管—(相当于一个开关,电机电源还是7.2V,它的作用只是负责通过控制信号控制电机电源的接通和断开,已方便PWM电机调速),而IR2104的工作电压范围为10-20V,所以需要设计升压电路。升压电路采用MC34063芯片升压,因为MC34063匹配电容的电容值不容易选择,经过几次调试,从7.2V升14V电路总是不太稳定,最终我们采用舵机电源5.5V升14V,经测试,该升压电路能稳定工作并且满足IR2104供电要求。 4.再加上开关和电源指示灯就完成了电源原理图部分的设计工作了。 电源 三、控制器电路设计,车模的大脑,稳定性异常重要。 1.注意K60特殊功能的输出引脚,FTM实现PWM调速,LPTMR0_ALT2(输入捕捉)实现编码器测速,ADC实现CCD模拟电压的采集。 2.预留SPI、串口通信接口,方便调试。 3.PCB设计过程中,注意信号线的线宽和相邻信号线的间距,采用数字地和模拟地分开的原则,PCB两面都需要覆铜以减少信号干扰。 控制器四、 电机驱动电路作为整个系统的心脏,是提升速度的关键模块,因为模型车在运行过程中,需要频繁的急加、减速。(对于直流电机,通过PWM调速大幅度增加电机电源的电压实现急加速,通过PWM调速在电机上加一个适当的反向电压,从而实现电机的制动,完成急减速过程,整个过程的PWM调速电压,都是通过软件算法——PID控制器来实现的,不能胡乱的加大电机电压,否则会出现电路板或者电机的损害,再进行减速制动的时候需要特别注意,减速制动产生大电流和大压降,对电路板和整个系统来说都是一个大的考验。)所以驱动电路的设计工作不能马虎,借鉴北京科技大学的驱动电路设计图纸,我们设
2021-10-19 16:04:39 20.82MB 恩智浦 智能车 电路 电路方案
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电路介绍 用于参加恩智浦智能车大赛的电机驱动板,双电mos管机驱动,相较于BTN79xx系列驱动,mos驱动的输出更大,驱动能力更强,反应也更为快速。 使用器件 半桥驱动器 IR2184S资料 mos管 IRLR7843资料 升压 B0512S-1W资料 显示 0.96寸OLED资料 隔离电路 SN74HC244PW资料 注:芯片的数据手册等信息可以在集成电路查询网站搜索https://www.datasheet5.com/ 芯片询价和在线购买链接https://www.bom2buy.com/ 功能 实现双电机的控制,驱动力强大,即使是功率最大的B车模电机也不在话下。 板载一块0.96寸OLED,方便调试时显示参数,同时节省的主板的空间。 有四位拨码开关和五个按键,可以用于参数输入和模式设置。 蜂鸣器,作为程序的提示flag,调试用。 设计心得 智能车的驱动板,主要功能部分就三个:升压,半桥或全桥控制,mos开关。明白了这三个部分,就可以随意组合设计电路,比如升压我可以用LM2577,mc34063,LMR62014等,控制器用HIP4082,都没问题。还有就是在布线时,最需要注意的是线宽,因为只是电机驱动,过得电流比较大,所以电机电流线需要走宽线,120mil也不为过,还可以开窗,上厚锡。 附件内容截图:
2021-10-17 20:44:11 31.24MB 电机驱动 恩智浦 智能车 mos驱动
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最近收到不少参加电赛网友的邀请,电路城特来分享恩智浦西部赛区的智能车设计资料。后浪推前浪,希望运用该资料的网友能设计出更完美的智能小车。没有最好,只有更好。话不多说,有兴趣和热情的朋友们继续努力吧!!! 智能车主控板原理图: 智能车资料汇总截图:
2021-10-16 23:15:35 3.3MB 恩智浦 智能车 电赛 智能车资料
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本设计分享的是基于恩智浦智能车MOS双电机驱动电路,基于驱动芯片IR2184设计,原理图/PCB-PDF档,供网友参考学习。该恩智浦智能车MOS双电机驱动板采用电源芯片MC34063为驱动板提供12V和5V电压。恩智浦智能车IR2184-MOS双电机驱动板使用于C车,D车,E车。性能稳定,正常使用不烧芯片。
2021-10-07 20:40:20 400KB 恩智浦 智能车 mc34063 双电机驱动
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第十三届恩智浦智能车电磁三轮程序+电路+机械图 速度2.2m/s. 原理图 pcb全都有 机械结构也有 本资源仅供参考 决不能拿去直接使用 不能失去比赛初心 希望有需要的人能在比赛中拔得头筹
2021-10-03 11:31:02 182.22MB 智能车 恩智浦 飞思卡尔 电磁
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智能车弯道减速程序,希望能帮助到在智能车这条路上努力前行的你
2021-07-16 01:22:12 734KB 智能车 弯道减速
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介绍c语言进行图像处理的一些知识,恩智浦负责摄像头代码编写的同学可以用这个入门。老书了,非常经典的教材。
2021-07-12 19:06:29 4.87MB 恩智浦 智能车 图像处理 C语言
恩智浦智能车调试助手(集成线性CCD、摄像头、示波器调试)-Win7/8/10
2021-07-07 17:12:34 13.48MB 恩智浦 飞思卡尔 智能车 调试助手
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经过指定的中间节点集的最短路径算法的matlab源码,包括三种应用模式: 1、从起点过必经点到达终点; 2、从起点过必经点且不掉头到达终点; 3、有指定朝向点,从起点过必经点且不掉头到达终点。
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本文档为第十五届全国大学生智能汽车竞赛华东赛区工程六队技术报告,比赛成绩国一。仅供参考,欢迎批评指正。
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