十八届智能车负压电磁组方案分享.pdf

### 十八届智能车负压电磁组方案分析 #### 一、背景介绍 随着智能技术的不断发展，智能车辆竞赛已成为展示创新能力和工程技术水平的重要平台。本文档将深入解析第十八届智能车竞赛中负压电磁组的具体设计方案和技术要点，帮助读者理解其中的关键技术和实施策略。 #### 二、车模与配件 ##### 1. **车模选择** - **车型**: 龙邱科技全金属阿克曼迷你四轮小车。 - **特点**: 车身小巧轻便，前后轮距极小，拥有优秀的转弯性能（转弯半径小于20cm）。 - **材料**: 采用铝合金金属结构，确保了行驶过程中的稳定性和负压使用时的车身刚性。 ##### 2. **配件列表** - **全金属阿克曼迷你四轮小车**×1 - **LQ-mini512线编码器**×2 - **LQ-STC32母板+核心板**×1 - **LQ-0.96寸OLED显示模块** - **LQ-DRV8701双路驱动精简版**×1 - **LQ-STC32FOC无感无刷电调**×2 - **LQ-定制无感无刷电机**×2 - **LQ-沁恒蓝牙主从机**×1 - **LQ-LC4电磁运放模块**×1 - **LQ-电磁支架套装**×1 - **LQ-干簧管模块**×1 - **LQ-6050V3陀螺仪**×1 - **LQ-3S动力锂电池-12V** - **LQ-5V光电传感器模块 E18-D80NK**×1 #### 三、资源分配及模块连接 在设计智能车的过程中，合理的资源分配和正确的模块连接对于系统的稳定性和性能至关重要。 ##### 1. **四路电磁运放模块** - **版本**: 使用的是LQ-LC4AMPV33版本的运放模块。 - **接口**: 通过PH2.0-6P转杜邦线接口与母板连接。 - **注意事项**: 确保3.3V和GND的正确连接。 ##### 2. **编码器模块** - **类型**: 方向编码器。 - **接口**: 编码器接口突出部分需与母板上的丝印相对应，防止接反。 ##### 3. **电机驱动模块** - **型号**: LQ-8701精简版双路驱动。 - **控制方式**: 通过2组PWM和2组GPIO控制两个电机。 - **接线注意事项**: 按照驱动板的丝印顺序直接连接母板，避免接反导致驱动板无法正常工作。 ##### 4. **MPU6050陀螺仪模块** - **版本**: LQ_MPU6050V2/V3版。 - **接口**: 通过XH2.54-4P转杜邦排线连接母板上的I2C接口。 - **功能**: 主要用于获取加速度值，减少芯片资源的消耗。 - **注意事项**: 确认VCC和GND的正确位置。 ##### 5. **E18-D80NK光电传感器模块** - **特性**: 发射与接收一体式光电传感器，输出状态为0和1。 - **检测距离**: 可通过尾部的电位器调节，最大检测距离可达80cm。 - **应用**: 适合外部中断下降沿触发。 ##### 6. **蓝牙模块** - **功能**: 必不可少的模块之一，用于远程遥控和调试参数。 - **安全考量**: 在负压电机高速旋转的情况下，直接用手触碰非常危险，建议使用蓝牙进行远程控制。 #### 四、程序框架 智能车的程序框架主要包括初始化、主循环和中断三大部分。 ##### 1. **初始化** - **作用**: 在程序启动时执行一次，初始化引脚、模块、串口和定时器等资源。 ##### 2. **主循环** - **内容**: 包含显示函数、按键扫描等非实时任务。 - **目的**: 提高程序执行效率，减轻CPU负担。 ##### 3. **中断** - **触发频率**: 一般设置为每5ms触发一次。 - **功能**: 实现对传感器数据的快速采集和处理，如电感、编码器、陀螺仪等。 - **作用**: 控制小车的舵机和电机迅速响应，保持行驶稳定。 #### 五、控制思路 在电磁四轮组别的比赛中，智能车需要依据电磁信号控制行驶方向。 - **信号采集**: 通过10mH+6.8nf构成的LC谐振电路及运放电路采集信号。 - **信号处理**: 对AD值进行均值滤波和归一化处理（范围0-100），便于后续处理。 - **PID控制**: 根据处理后的偏差值进行PID运算，调整舵机角度以控制行驶方向。 - **辅助传感器**: 陀螺仪可用于采集横向加速度，进一步优化控制算法。 第十八届智能车负压电磁组的设计方案不仅考虑到了硬件选型和连接细节，还深入探讨了软件开发的各个方面。通过对这些关键技术点的理解和掌握，参赛队伍能够更好地应对比赛中的挑战，提升智能车的整体性能。