发布时间 : 星期六 文章中国民航大学三队08[1].8.19 - 图文更新完毕开始阅读
第三届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告
降压稳压电路可以采用串联稳压和开关稳压两种芯片。开关稳压芯片的工作效率高，但有较高的电源噪声，耗电量比较大的电路适于采用开关稳压电路。由于该系统中5V电源主要用于微控制器及部分外围电路，耗电量不是很大，所以选择了LM2940进行5V稳压。LM2940为串联稳压，工作压差可以小于0.5V。
3.2.2 9V稳压模块
采用了MC34063A进行升压的方法，将电压提高到9V，使摄像头能正常工作。 MC34063A是单片双极型线性集成电路，专用于直流―直流变换器控制部分。它由一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关组成，能输出1.5A的开关电流。由MC34063A及少数外部元件即可构成开关式升压变换器、降压式变换器或电源反向器。
根据厂商提供的内部和参考电路，图3.4为原理图，由MC34063A与一些外部元器件可以组成boost升压电路。调结电路中的反馈电阻，可改变输出电压大小。电路图如图3.5所示。
图3.4 MC34063A内部原理图
图3.5 MC34063A外围电路图
3.3 图像信息采集模块
图像信息采集模块主要由摄像头、视频分离模块和A/D转换器组成。 检测赛道相对车模的偏移量、方向、曲率等信息是实现车模自主沿赛道运行基础，获取更多，更远，更精确的赛道信息是提高车速的关键。采用CMOS摄像头对道路信息进行图像采集。
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第三章 系统硬件设计
为了采集稳定图像信息，CPU需要根据行、场同步信号启动A/D转换器，采集赛道图像。为采集图像信息，还需另设同步分离电路分离出行、场同步信号。
LM1881是视频同步分离芯片，它可以直接对电视信号进行同步分离，准确地获得所需的视频图像信号，并可以根据需要对该同步信号进行时序逻辑控制。视频图像信号一帧画面分2场扫描，第1场先扫描奇数行1、3、5，称为奇数场；第2场扫描画面上的偶数行2、4、6，称为偶数场。输出的低电平表示为偶场，高电平表示为奇场。LM1881可以从0.5～2V的标准负极性NTSC制、PAL制、SECAM制等视频格式的信号中提取复合同步、场同步、奇/偶场识别等信号，这些信号都是图像数字采集所需要的同步信号，由此便确定采集点在哪一场，哪一行。图3.6为LM1881输入、输出信号的波形图。图3.7为视频分离电路图。
a复合视频信号 b复合同步信号 c垂直脉冲输出信号 d奇/偶场信号
图3.6 LM1881输入、输出信号波形图
图3.7 LM1881视频同步分离器接线图
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3.4 车速测量模块
为了使得车模能够平稳地沿赛道运行，除了控制它前轮转向舵机以外，还需要控制它的运行速度，使得车模不仅能在直道保持高速运行，而且在弯道低速行驶不冲出赛道。赛车通过控制电机驱动板输出的平均电压来控制车速，通过速度检测，对小车进行闭环反馈控制，即可消除电池电压，电机传动摩擦力和前轮转向角等因素对车模运行的影响，使车模运行的更精准。
车速测量模块由对射式光电传感器MOC70T4和自制码盘来组成。对射式光电管MOC70T4是由高发射功率的砷化镓（砷铝镓）红外发射管和高灵敏的光敏晶体管组成。它是利用被检测物体对光束的遮挡，由同步回路选通电路，从而检测物体的有无。
我们根据对射式光电管的工作原理自制了一个码盘，如图3.8所示。其安装在后轮轴上，当码盘的叶片挡在光电对管之间时，接收开关没有被红外线照射而关断，输出低电压；当码盘叶片间的凹槽位于光电对管之间时，接收开关被红外线照射而导通，输出高电压。在一段时间内记录光电管输出的脉冲数即可得知这段时间内通过光电对管间的叶片数，经过换算就可得到车的实际速度，为速度控制环节提供较精确的数据。目前，使用的是32齿的码盘，精度更高。硬件电路图如3.9。
图3.8 自制16齿码盘
图3.9 光电对管电路图
3.5 电机驱动模块
车模后轮驱动电机型号为RS-380，工作电压为7.2V，空载电流为0.5A,转速为16200r/min。在工作电流为3.3A，转速达到14060r/min时，工作效率最大。通过电机驱动模块，控制驱动电机两端电压可以使车模加速运行，也对车模进行
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第三章 系统硬件设计
制动[1]。在比赛中并不需要车模倒车，但需要电机提供反向力矩以实现制动，可以选择H桥电路来驱动电机。
采用MC33886驱动芯片对车模的电机进行驱动。因为车模的加减速要求很高，所以使用一片MC33886进行驱动电机，芯片很容易发热，故我们采用两片MC33886并联的方式进行驱动，并且外加散热片，若控制方法合理，可以降低驱动芯片的发热程度。图3.10为电机驱动模块的电路图。
图3.10 MC33886外围电路图
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