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智能车制作全过程(飞思卡尔)43.docx

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智能车制作全过程(飞思卡尔)

如果我写得好,请顶我一下,我将再接再厉!

(本人在很久以前做的一辆用来比赛的智能车--获得华北一等奖,全国二等奖,有许多可改进

地方.)

下面我们来立即开始我们的智能车之旅:

首先,一个系统中,传感器至关重要.

"不管你的 CPU 的速度如何的快,通信机制如何的优越,系统的精度永远无法

超越传感器的精度" .是的,在这个系统中,传感器的精度,其准确性就显得至关重要.如果你

问我传感器的电路,呵呵,我早就和大家分享了,在我发表的日志中,有一篇<<基于反射式距

离传感器>>的文章就详细的说明了传感器的硬件电路以及可以采取的信号采样方式.

传感器安装成一排,如上面排列.(就是个一字排列,没有什么特别)

接下来,看看我们如何处理传感器得到的信息:

大家看到了.结构很简单,我们已经搞定了传感器通路.下面我们来看看多机

的控制方面的问题:

其实,不管是便宜还是比较贵的舵机,都是一样的用法.舵机的特点就是不同

的占空比方波就对应着舵机的不同转角.当然不同的舵机有不同的频率要求.比如我用的这

个舵机:方波频率 50HZ.怎么改变占空比?这个不就是 PWM 模块的功能嘛.PWM 模块可以输出

任意占空比的方波.只要你控制其中的占空比寄存器,就可以直接控制舵机的转角.你只要将

传感器的状态和这个占空比对应上,不就 OK 了?就这么简单,做到这里,你就可以让你的车在

跑道上跑了!

接下来,我们的工作是让智能车更加完善:速度要稳定.

在当前的系统结构中, 要使一个系统更稳定更可靠, 闭环系统是一个选

择.(如果你不知道什么是闭环系统,可以参照我的文章里面的一篇"基于单片机的 PID 电机

调速"),既然是一个闭环系统,速度传感器是必不可少的,用什么样的传感器做为速度反馈呢:

仔细看,和后轮之间有一条皮带的这个貌似电机的东西,就是我的速度传

感器,它的学名叫"旋转编码器".这个器件的特点就是:每转一圈,就会从输出端输出一定的

脉冲,比如我这个旋转编码器是 500 线的,就是转一圈输出 500 个脉冲.因此,我只要在单位

时间内计数输出端输出的脉冲数,我就可以计算出车辆的速度.显然,这个速度可以用来作为

PID 速度调节的反馈.

现在有了反馈,我们需要的是调节智能车驱动电机的速度了,如何来调速,就

成了必须解决的问题了.我用的是驱动芯片 MC33886. 其实,这个芯片就是一个功率放大的模

块.

我们知道,单片机输出的 PWM 信号还是 TTL 信号,是不能直接用来驱动电机的.非要通过功率

模块的放大不可.这个道理其实很简单,就像上次我给大家画的哪个电子琴电路的放大电路

一样:

看上面的那个三极管,就是将 TTL 电路的电流放大,才能够来驱动蜂

鸣器.其实这里的这个 MC33886 就是这样的一个作用.而且我们自己也完全可以用三极管自

己搭建一个这样的功率放大电路,当然,驱动能力肯定不如这里的这个 MC33886(如我们用三

极管就搭建了超过 MC33886 的电路,摩托罗拉就不会卖几十块钱一个了.呵呵.)知道了这个

MC33886 的工作原理,就好说了,一句话,通过 PWM 来调节电机的速度.当方波中高电平占的

比例大,电机的平均电压肯定高,转速肯定快.也就是说,PWM 的占空比越大,电机转速越高.

看,就这么简单,这个智能车就做好了.接下来,我们就把我们知道

的 PID 知识放到舵机和直流驱动电机的控制中去.就可以达到一个比较好的控制效果.

如果要达到更高的水平,肯定机械方面的改造也少不了.当然,这不属

于本文的讨论范围.呵呵.

智能车制作全过程(飞思卡尔---舵机篇

发表于 2008/11/28 10:00:55

感谢大家的支持!如果我写得好,请顶我一下!

智能车的制作中,看经验来说,舵机的控制是个关键.相比驱动电机的调速,舵

机的控制对于智能车的整体速度来说要重要的多.

PID 算法是个经典的算法,一定要将舵机的 PID 调好,这样来说即使不进

行驱动电机的调速(匀速),也能跑出一个很好的成绩.

机械方面:

从我们的测试上来看,舵机的力矩比较大,完全足以驱动前轮的转向.因此

舵机的相应速度就成了关键.怎么增加舵机的响应速度呢?更改舵机的电路?不行,组委会不

允许.一个非常有效的办法是更改舵机连接件的长度.我们来看看示意图:

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