基于梁山派的循迹小车和遥控小车设计 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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专业版 基于梁山派的循迹小车和遥控小车设计

简介:通过使用梁山派单片机,设计并实现一个能够自动循迹的小车。另外还可以成为遥控小车。

开源协议: GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2023-10-29 13:27:10
更新时间: 2023-12-06 19:04:40
描述

一、项目背景与意义:

随着科技的发展,智能小车在各个领域得到了广泛的应用,如工业自动化、家庭服务、医疗健康等。其中,循迹小车作为智能小车的一种,其能够沿着预设的轨迹行驶,具有很高的实用价值。本项目旨在通过使用梁山派单片机,设计并实现一个能够自动循迹的小车,以推动智能小车的普及和应用。

二、项目目标:

设计并实现一个能够自动循迹的小车,具有较高的稳定性和可靠性。 小车能够根据预设的轨迹自动行驶,同时能够适应不同的地形和环境。 小车应具备一定的智能性,如自动避障、自动调整行驶速度等功能。 手机遥控功能:用户可以通过手机APP远程控制小车的行驶,包括启动、停止、速度调整、轨迹设置等。

三、技术路线:

使用梁山派单片机作为小车的控制核心,负责处理各种传感器的信号,控制小车的行驶。

梁山派单片机具有高性能、低功耗、低成本等特点,非常适合用于智能小车的控制。 使用红外传感器作为循迹传感器,检测小车前方的轨迹。

红外传感器具有灵敏度高、响应速度快等优点,能够准确地检测出小车前方的轨迹。 使用PID算法实现小车的循迹控制,使小车能够稳定地沿着预设的轨迹行驶。

PID算法是一种经典的控制算法,能够有效地对系统的偏差进行调节,使系统达到稳定状态。

手机遥控功能:通过蓝牙或WiFi通信技术,实现手机APP与小车的远程通信。

用户可以通过手机APP远程控制小车的行驶,包括启动、停止、速度调整、轨迹设置等。

四、项目实施步骤:

硬件设计:设计并制作小车的硬件部分,包括电机驱动电路、传感器接口电路、无线通信模块等。在硬件设计过程中,要充分考虑小车的稳定性、可靠性、功耗等因素。

软件设计:编写小车的控制程序,包括循迹算法、避障算法、自动调整速度算法、手机遥控功能等。在软件设计过程中,要充分考虑程序的效率、稳定性、可读性等因素。

系统集成:将硬件和软件集成到一起,进行系统测试。在系统集成过程中,要确保各个部分之间的兼容性、稳定性、可靠性等。

系统优化:根据测试结果,对系统进行优化,提高小车的性能。在系统优化过程中,要充分考虑小车的实际应用环境、用户需求等因素。

五、预期成果:

完成一个能够自动循迹的小车,具有稳定、可靠、智能等特点。该小车能够在预设的轨迹上稳定行驶,同时能够适应不同的地形和环境。此外,该小车还具备一定的智能性,如自动避障、自动调整行驶速度等功能。手机遥控功能使得用户可以更加方便地控制小车的行驶,提高了小车的实用性和趣味性。该小车的成功研发将为智能小车的普及和应用提供新的思路和方案。

六,关于电路设计和pcb设计如下

红外循迹模块是循迹小车的重要部分,它负责检测地面上的黑线,并将检测到的信号发送给单片机进行处理。下面是一个简单的红外循迹模块电路解析。

  1. 红外发射管和接收管:红外发射管和接收管是红外循迹模块的核心部分。发射管负责发射红外光,接收管负责接收反射回来的红外光。当发射管和接收管对准地面上的黑线时,接收管能够接收到反射回来的红外光,产生一个高电平信号。
  2. 放大电路:由于红外接收管产生的信号比较微弱,需要经过放大电路进行放大,才能被单片机等设备识别。
  3. 滤波电路:放大后的信号可能存在一些杂波,滤波电路可以滤除这些杂波,提高信号的纯度。
  4. 施密特触发器:施密特触发器是一种整形电路,可以将输入的信号转换成矩形波,便于单片机等设备进行数字处理。
  5. 逻辑电路:逻辑电路可以根据施密特触发器输出的信号,判断小车是否在黑线上。当小车在黑线上时,逻辑电路输出高电平,否则输出低电平。
  6. 电源电路:红外循迹模块需要直流电源供电。电源电路可以将电池电压转换为适合红外发射管和接收管工作的电压。

通过以上电路,红外循迹模块可以检测地面上的黑线,并将检测到的信号发送给单片机进行处理。单片机可以根据接收到的信号,控制小车的行驶方向,实现循迹功能。

 

关于蓝牙模块使用的是HC-04D蓝牙模块双模SPP2.1+BLE4.0无线串口通信模块 带底板焊排针,淘宝上一搜就能买到

它支持SPP2.1和BLE4.0协议。它集成了蓝牙射频、基带、协议栈和应用层,可以实现无线串口通信。

SPP2.1是蓝牙串口协议,它允许蓝牙设备之间通过串口进行数据传输。这种协议简单、可靠,广泛应用于各种蓝牙设备之间的通信。

BLE4.0是蓝牙4.0的低功耗版本,它具有更低的功耗、更远的传输距离和更快的传输速度。BLE4.0非常适合用于需要长时间待机、低功耗运行的应用,如智能家居、可穿戴设备等。

HC-04D蓝牙模块可以通过串口与微控制器、单片机等设备进行通信,实现无线数据传输。它的应用范围非常广泛,如智能家居、工业控制、医疗设备、智能穿戴设备等。

总的来说,HC-04D蓝牙模块是一款功能强大、应用广泛的无线通信模块。它既可以用于经典蓝牙的数据传输,也可以用于低功耗蓝牙的应用,为开发者提供了更多的选择。

更重要的是价格便宜,所以用到这里很合适。

 

 

在贴边LED灯的使用中,通常会串联一个电阻,这个电阻的作用主要有以下几点:

  1. 限流保护:LED灯是一种半导体器件,其工作电流的大小对其寿命和工作稳定性有很大的影响。如果工作电流过大,LED灯可能会过热,导致其寿命缩短甚至烧毁。串联一个电阻可以限制LED灯的工作电流,保证其正常工作。
  2. 调节亮度:通过改变串联电阻的阻值,可以调节LED灯的亮度。在实际应用中,可以根据需要调整电阻的阻值,以达到理想的亮度效果。
  3. 防止闪烁:在某些情况下,LED灯可能会因为电源电压的波动或其他原因而闪烁。串联一个电阻可以稳定LED灯的工作电压,减少闪烁现象的发生。
  4. 匹配电压:LED灯的电压和电源电压之间可能存在差异,串联一个电阻可以起到匹配电压的作用,保证LED灯的正常工作。

在选择电阻的阻值时,通常会考虑LED灯的额定电流和电压。一般来说,10kΩ或100Ω的电阻是比较常见的选择,因为它们可以提供足够的限流效果,同时不会对LED灯的亮度产生太大的影响。当然,具体的电阻值还需要根据实际情况进行选择。

 

电池用的是两节18650电池合起来是7.4v,买了还送充电器,主打一个实惠。

 

 

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