基于立创·梁山派—智能搬运机器人(控制系统设计) - 嘉立创EDA开源硬件平台

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1、简单易用,可快速上手

2、流畅支持300个器件或1000个焊盘以下的设计规模

3、支持简单的电路仿真

4、面向学生、老师、创客

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1、全新的交互和界面

2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计

3、更严谨的设计约束,更规范的流程

4、面向企业、更专业的用户

专业版 基于立创·梁山派—智能搬运机器人(控制系统设计)

简介:设计、制作一台搬运机器人,基于机器视觉(颜色传感器),对固定取物区相同形状具有特定颜色的搬运物品进行识别,通过自主有序的控制方式(寻迹)将物品从取物区搬运到堆码区。

开源协议: Public Domain

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2023-12-16 20:31:46
更新时间: 2024-01-02 17:17:45
描述

1、目标: 通过设计一个智能小车,促使自己学习硬件电路设计以及立创EDA的使用,提高软件编程以及系统调试等能力。

2、功能介绍

  • 实现智能小车行走与转弯的功能;
  • 实现小车行驶速度调整的功能;
  • 使用红外对管进行循迹,实现沿着固定路线行驶功能;
  • 使用颜色传感器,实现对物品颜色识别的功能;
  • 使用蓝牙模块,实现手机控制小车行驶功能;

 

循迹是用TCRT5000红外循迹传感器。

该传感器模块对环境光线适应能力强,其具有一对红外线发射与接收管,发射管发射出一定频率的红外线,当检测方向遇到障碍物(反射面)时红外线反射回来被接收管接收,经过比较器电路处理之后,绿色指示灯会亮起,同时信号输出接口输出数字信号
(一个低电平信号),可通过电位器旋钮调节检测距离,工作电压为3.3V-5V。

 

颜色识别是用GY-33颜色传感器。

GY-33是一款低成本颜色识别传感器模块。工作电压3-5V功耗小,体积小,安装方便。其工作原理是:照明LED发光,照射到被测物体后,返回光经过滤镜检测RGB的比例值,根据RGB的比例值识别出颜色。此模块,有两种方式读取数据,即串DUART
(TTL电平)或者IIC(2线)。串口的波特率有9600bps与115200bps可配置,有连续,询问输出两种方式,可掉电保存设置。有简单的7种颜色识别,不需要计算RGB值。可适应不同的工作环境,与单片机及电脑连接。模块另外可以设置单独传感器芯片工作模式,作为简单传感器模块,MCU不参与数据处理工作

 

除了简介中的任务要求,我还加入了蓝牙模块,并实现了通过手机蓝牙控制小车的运动,

蓝牙通信使用的是大夏龙雀DX-BT04-E蓝牙SPP3.0+BLE4.2透传模块

小车行走靠两个MG996R 360°舵机加上轮胎,夹取功能使用的是180°舵机

 

 

3、技能掌握

      硬件设计能力
  • 学习嵌入式项目电路分析的能力,学会如何看懂原理图;
  • 初步学习掌握元器件选型与数据手册阅读的基础能力;
  • 学会智能小车工作原理与嵌入式电路设计的基本方法;
  • 学习原理图设计、PCB设计能力,培养独立项目设计思维;
  • 学习焊接技巧;
      软件开发能力
  • 了解GD32基础功能及外设的使用,上手GD32项目开发;
  • 了解PWM原理,实现PWM控制不同占空比的输出;
  • 了解串口通讯与蓝牙数据传输原理,实现手机控制功能;
  • 掌握红外传感器与采集与控制方法;
  • 掌握嵌入式软件开发、代码的阅读与BUG调试的方法与技巧;

4、经验分享

 

这是我第一个自己画原理图、PCB、自己焊并使用的板子,在使用的时候出现了很多问题:

 

1.我画了船型开关用来当作电源开关,但是焊接之后,开关切换会很费力,或者切换不了,应该是由于我焊接水平问题,加上买的船型开关有些劣质。

建议选用拨动电源开关

2.PA13、PA14引脚尽量不要用,我把PA13引脚用来获取红外循迹传感器的out1接口,烧录代码锁死。查手册得知是,“使用到了SW下载引脚(PA13 PA14),导致芯片无法识别DAP-link问题。”所以尽量不要使用这两个引脚接外设。

3.课设小车是学校发的套件,供电使用两个18650电池+5V降压稳压模块,所以板子上没有画相应的电源电路。在调试车的时候出现了只有一个舵机工作的情况,我一直以为是代码的问题,后来发现插上烧录器正常转,拔下来用电池供电就异常,于是得出是供电电压不足导致小车罢工。

 

设计图
原理图
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PCB
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