光电设计大赛.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,swust well 团队,*,光电设计大赛答辩,swust well 团队,swust well 团队,整个方案，我们主要考虑并致力于解决以下几个方面的问题：,一、场地分析,二、光电池,三、控制系统,四、光电导航,五、稳压电路,六、机械结构,suwst well 团队,基于太阳能的光电导航搬运车总体框架：,swust well 团队,根据主办方提供的场地信息，我们主要考虑了一下几点，一，小车不能冲出15*6平方米这个区域；二，小车不能撞到区域内的两个障碍物；三，晴朗、高温天气下水泥场地势必有很强的热辐射，也会对光电搬运小车造成一定的影响。故，保证小车能在区域内行驶且又能比较精确的采集场内的障碍物信息是保证比赛取得好成绩,场地分析,的关键。鉴于场地的特殊性，所以我们采取了导航和避障既互相独立又有机的结合，综合运用两种方式的优点来达到让小车精确行进目的。,swust well 团队,光电池部分,光电池部分，我们能够影响的因素比较小，因为很多技术上的东西都是由生产厂家决定的，所以我们只能在购买的产品上做一些改进，在我们的方案中，,我们采取,80cm*25cm,总面积为,0.2,平方米的太阳能电池板，其开路电压在15V附近，,短路电流在1.7A,左右，,总功率,大概,在25W,，太阳能电池板所得能量一部分经过降压到4.5-5V后提供给单片机及导航电路，另一部分经过升压或稳压提供给两个直流电机，以作驱动。,考虑到光电池在强光下温度升高后会影响其光电转换效率，故在小车搬运重物期间，我们将会向光电池上泼撒工业酒精来降温。,swust well 团队,控制系统：,出于对控制中心的端口输出和易于控制要求的考虑，该小车的控制中心我们选择,ATmega16,单片机。,ATmega16,单片机外接电源电路、路线导航之避障模块、路线导航之光引导模块、电机驱动模块等。,swust well 团队,光电导航,光电导航的整体思路：,能精确避开障碍物，所走的路程要最短，准确到达规定的装卸载区域。,故导航系统我们分为两部分，既红外线避障和普通光源光源导航。,光电导航系统,光源导航部分,红外线避障,swust well 团队,红外线避障：,红外线避障模块我们主要是采用能在强阳光,正常工作红外线传感器检测,40,至,50cm,距离的障,碍物，并将障碍物的信息传给控制中心。,swust well 团队,普通光源导航：,本组考虑到导航的有效性与稳定性，故采用,较为灵敏的光敏电阻作为导航传感器。,1.,光敏电阻：,swust well 团队,光敏电阻的应用：,swust well 团队,光源导航部分算法：,控制器将多路传感器通道分别赋予相应的数字,yi,(,i,=-n,，,-,（,n+1,）,（,n+1,）,n,),并将接收的,2n+1,路数据,Ui,分别与预先设定的门限值,U,比较,得出相应,的,ai,为,如果,Ui,U,，则,ai,=1,；,如果,Ui,U,，则,ai=,0,。,然后根据以上算出横向偏移,y,，并用,PID,算法调节,小车方向。,swust well 团队,光电导航,小车从D区出发，当在红外感应器的工作下避开障碍物时，我们选择打开A或E灯，让其照射在光敏电阻上，从而引导其从1号障碍区和2号障碍区穿过，当绕过第二个障碍物时，我们再打开装（卸）载区的光源，让其引导小车顺利进入装（卸）载区，另外一个单程亦然。,swust well 团队,电源模块,电机驱动模块,开关降压模块,swust well 团队,开关降压,根据,PDF,可知，,Mega16,在,1 MHz,3V,25,C,时，其工作电压为,4.5v5.5v,，正常模式下电流为,1.1mA,。故需要用降压型开关稳压电路。,综合考虑功耗，效率，散热等因素后，采用,DC/DC,变换器即集成芯片,TPS63020,，来实现控制电路部分的供电转换。,swust well 团队,电机驱动,采用,两电机,（直流无刷电机）,驱,动,电路，电机的驱动电路主要通过两电机的正转与反转实现的小车的前后或左右的方向选择。,对于电机控制电路我们采用晶体管组成的直流电机,H,桥控制电路,。,swust well 团队,H,桥电路图,swust well 团队,H,桥电路,电机的运转就只需要用三个信号控制：两个方向信号和一个使能信号。如果,DIR,L,信号为,0,，,DIR,R,信号为,1,，并且使能信号是,1,，那么三极管,Q1,和,Q4,导通，电流从左至右流经电机（如图,4.16,所示）；如果,DIR,L,信号变为,1,，而,DIR,R,信号变为,0,，那么,Q2,和,Q3,将导通，电流则反向流过电机。,swust well 团队,机械车体（完全自己动手做）,整个小车以三角形铝板作为载体。,一共三个轮子：前面一个万向轮，后面两个驱动轮。,板子上分别放置控制电路板，红外线传感器，光电管，开关电源板，光伏电池板。,其中光伏板与车体采用两个自由度的机械连杆相连接。,swust well 团队,The end thank you,swust well 团队,