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(多图) RFID导购机器人导航与控制系统的设计研究

2009年07月20日 ?? 收藏0

?  接着是红外避障模块。一般机器人的避障可以采用红外反射的方法,这在机器人比赛中比较普遍。GPIO控制红外线的发射,然后如果遇到障碍物会反射回来,接收管子收到光线后引起电阻变化,检测其电阻变化就可以判断是否有障碍物了。但是这种方法容易受到光噪声的干扰。所以距离比较近,一般只能达到2-3cm。本人在多次比赛中,经过查资料和研究,提出了一种使用标准高频信号38KHZ的红外线进行障碍的探测的电路。因为使用高频信号和高频运放,有了一定的抗干扰能力,同时探测的距离的最大提高到8cm。首先,通过555发射红外线。接着,信号通过红外接收管后经过隔直电容,送入高频运放LM318N,如图4。然后,经过50倍的放大。如图5和图6。

555发射电路

图 1 555发射电路

 频率识别电路

图 2 频率识别电路

检测放大电路

图 3 检测放大电路

  LM567是锁相环电路, 8脚双列直插封装。第5、6脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率。1、2脚通常分别通过一个电容器接地,产生输出滤波网络和环路单级低通滤波网络。2脚接的电容决定锁相环路的捕捉带宽:电容值越大,环路带宽越窄。压控振荡器的中心频率和滤波带宽可由式子3和式子4决定。

压控振荡器的中心频率 ??? (3)

滤波带宽  (4)?? (其中Vi为输入电压)

  然后是电子罗盘模块。CMPS03 电子罗盘是平面角度传感器。通过检测当前传感器与地球磁场直接的角度,电子罗盘可以获得分辨率为0.1度的绝对旋转角度。这个电子罗盘模块是专门为机器人而制造,目的为了给机器人提供合适的方向导航信号。对于任何方向,都可以生成独一无二的编码。该传感器使用PHILIPS的KMZ51地磁感应芯片,其精度很高。有两种输出方式,第一种:I2C方式,由Pin2(SCL)和Pin3(SDA)输出。Pin7和Pin5必须悬空。Pin6用来进行校正。这些管脚都接到主板上,由于模块是5V供电,而DSP是3.3V所以还需要用74LVC245进行电平转换。通过2812的GPIOB通过Pin6对系统进行校正。校正只需要做一次,因为数据会保存在电子罗盘中的PIC单片机的EEPROM。第6脚有一个上拉电阻。进行校正只需要通过GPIO给Pin6一个负相脉冲,而且因为有上拉电阻,所以,此管脚与系统断开也是可以的。

  最后是系统的驱动模块的设计。采用L298芯片。L298是SGS公司的产品,比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N,内部同样包含4通道逻辑驱动电路。L298内含的功率输出器件设计制作在一块石英基片上,由于制作工艺的同一性,因而具有分立元件组合电路不可比拟的性能参数一致性,工作稳定。15脚是输出电流反馈引脚,其它与L293相同。在通常使用中这两个引脚也可以直接接地。它是高电压的,高电流的双全桥驱动芯片。可以直接接受标准的TTL逻辑电平。可以驱动各种负载如电机,继电器等。有两个使能输入,通过它控制PWM波的有效性。L298集成有两个能量输出块A,B。另外,我们设计的板子上加有续流二极管。


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