CN205516479U - 一种可用蓝牙手机控制的智能小车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可用蓝牙手机控制的智能小车,主体包括微处理器、超声波模块、蓝牙通信模块、循迹模块、壁障模块、电源模块、电机驱动模块、电机、测速模块及显示模块;所述微处理器分别与循迹模块及蓝牙通信模块双向连接,所述超声波模块、电源模块及显示模块分别与所述微处理器单向连接,所述微处理器分别与壁障模块、显示模块及电机驱动模块单向连接,所述电机驱动模块与所述电机单独连接。其优点在于:本实用新型基采用模块化方案,结构简单,易于搭建平台和维修,测量精度高,可靠性好,能够实现无线蓝牙通讯被动控制、自动控制、自动循迹、自动避障、测速、调速、速度显示等功能,既能实现自动控制巡航,又可实现人工在线控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气自动化技术领域,特别是一种可用蓝牙手机控制的智能小车。
背景技术
随着科学技术的不断发展,人们对智能化技术的运用也越来越成熟,智能化也不像以前只存在与科幻小说之中,它已经走入了我们的日常生活中,我们在不经意间就享受到了智能化带给我们的便利。
提到智能化,我们首先想到的就是源于我们日常生活中的物品,比如智能手机、平板电脑等,特别是智能手机,在人们的生活中的普及率很高,智能化已经和我们的生活密不可分。
总体来说,智能家居在国内还处于发展中,但是前景很好,能够想到在将来的不久,智能家居将成为我们生活中必不可少的一部分。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种成本较低、结构简单合理的蓝牙手机控制的智能小车。
本实用新型采用的技术方案为:
一种可用蓝牙手机控制的智能小车,其创新点在于:主体包括微处理器、超声波模块、蓝牙通信模块、循迹模块、壁障模块、电源模块、电机驱动模块、电机、测速模块及显示模块;
所述微处理器分别与循迹模块及蓝牙通信模块双向连接,所述超声波模块、电源模块及显示模块分别与所述微处理器单向连接,所述微处理器分别与壁障模块、显示模块及电机驱动模块单向连接,所述电机驱动模块与所述电机单独连接。
所述智能小车采用四轮驱动,每个轮子各用一个直流电机驱动,且所述智能小车装有四个红外对管传感器。
进一步的,所述微处理器采用STC89C52CR芯片。
进一步的,所述电机驱动模块采用L298N芯片,包括驱动电源及电机驱动。
本实用新型的有益效果如下:
1)本实用新型基于接近觉和STC89C52CR微处理器,采用模块化方案,结构简单,易于搭建平台和维修,测量精度高,可靠性好,能够实现无线蓝牙通讯被动控制、自动控制、自动循迹、自动避障、测速、调速、速度显示等功能,既能实现自动控制巡航,又可实现人工在线控制,另外,本实用新型超声波测距设计了温度补偿,达到精确测距的目的;
2)驱动电源采用6节1.2V镍氢充电电池,提供7.2V电压,为电机驱动提供电源电压,其他芯片工作电压+5V由7.2V降压后供给;电机驱动采用L289N芯片,电源电压为5V,驱动电路有4对输入输出端,每对端子控制1只电机,单片机输出控制信号,通过驱动电路实现电机的正反转;
3)主控电路以STC89C52CR单片机为控制核心,完成传感器转换电路信号的接收、路况和车速信息处理及智能小车的运动速度、方向控制等功能;STC89C52CR单片机是属于超低功耗,抗干扰能力强、低电磁辐射、超低价位的8位单片机,正常工作模式下工作电流仅4 ~ 7mA;
4)循迹模块主要为智能小车提供多用途的红外线探测系统的解决方案,本模块由红外线发射和接收管等分立元件组成探头,并使用LM339电压比较器(加入迟滞电路,防止临界输出抖动)作为核心器件构成中控电路,本系统具有多种探测功能,可以极大地满足智能小车安全可靠运行的需要,本模块4路分别独立工作;
5)采用US-100超声波测距模块,本模块可以实现0 ~ 4.5m的非接触式测距功能,具有2.4 ~ 5.5V的宽电压输入范围,静态功耗低于2mA,自带温度传感器对测距结果进行校正,同时具有GPIO、串口等多种通信方式,内置看门狗电路,工作稳定可靠;
6)测速模块采用一体化对射红外线接收管WYCH206,并使用74HC14(带施密特触发器反相器,防止临界输出抖动)作为核心器件来构成中控电路。本模块具有灵敏度高,反应迅速等优点;
7)为了实现降低电机转速和平均匀速的转向过程,本智能小车电机驱动电路采用PWM控制技术,电机驱动模块主要控制四个电机的正反转,以及改变电机的转速,模块采用L298N芯片控制4个直流电机的转速,单片机接口的信号送到控制输入端,并根据控制信号来实现各输出端高、低电平的状态转换,从而通过高低电平实现PWM调速控制。当智能小车前进时,驱动轮直流电机正转,进入减速区时,由单片机控制PWM变频调速,通过改变脉冲占空比实现调速;
8)通信模块主要采用HC-06蓝牙模块,根据通信协议编写程序,然后用安卓手机控制智能小车的启停、前进、后退、左拐、右拐等功能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。
图1为本实用新型总体框图。
图2为本实用新型电机驱动原理图。
图3为本实用新型红外对管发射及接收原理图。
图4为本实用新型测速模块原理图。
图5为本实用新型主程序设计流程图。
图6为本实用新型电机运行状态编码。
具体实施方式
如图1所示的一种可用蓝牙手机控制的智能小车,主体包括微处理器、超声波模块、蓝牙通信模块、循迹模块、壁障模块、电源模块、电机驱动模块、电机、测速模块机显示模块;
所述微处理器分别与循迹模块及蓝牙通信模块双向连接,所述超声波模块、电源模块及显示模块分别与所述微处理器单向连接,所述微处理器分别与壁障模块、显示模块及电机驱动模块单向连接,所述电机驱动模块与所述电机单独连接。
如图2、图6所述的电机驱动原理图及电机运行状态编码,驱动电源采用6节1.2V镍氢充电电池,提供7.2V电压,为电机驱动提供电源电压,其他芯片工作电压+5V由7.2V降压后供给;电机驱动采用L289N芯片,电源电压为5V,驱动电路有4对输入输出端,每对端子控制1只电机,单片机输出控制信号,通过驱动电路实现电机的正反转。
如图3所述的红外对管发射及接收原理图,红外对管由红外发射管和接收管组成,当智能小车沿着规定的轨道行驶时,红外线发射管发出红外线,处于底端的接收管接收红外线。智能小车行驶在黑线路径时,红外线信号大部分被吸收,接收管收不到信号而断开,使得STC89C52CR单片机的输出端为高电平;当智能小车驶出黑色路径时,接收管收到红外信号而导通,对应的单片机输出端为低电平,从而实现对电路的控制。
如图4所述的测速模块原理图,测速模块采用一体化对射红外线接收管WYCH206,并使用74HC14(带施密特触发器反相器,防止临界输出抖动)作为核心器件来构成中控电路;将模块接上电源+5V后,用万用表测OUT输出端电压,此时的电压为0.3V左右,D1指示灯亮;当用大于2mm不透明物体通过槽型光电,OUT输出端电压接近电源电压,D1指示灯熄灭,表示已检测到障碍物,已知轮子直径为D,D*3.14/20格码盘=6.5cm*3.14/20约1cm,即一个脉冲走1cm的距离,脉冲信号的频率f=周期数/时间,轮子的转速n=60f/z(其中z为码盘的孔数);为了实现降低电机转速和平均匀速的转向过程,本智能小车电机驱动电路采用PWM控制技术,电机驱动模块主要控制四个电机的正反转,以及改变电机的转速,模块采用L298N芯片控制4个直流电机的转速,单片机接口的信号送到控制输入端,并根据控制信号来实现各输出端高、低电平的状态转换,从而通过高低电平实现PWM调速控制,当智能小车前进时,驱动轮直流电机正转,进入减速区时,由单片机控制PWM变频调速,通过改变脉冲占空比实现调速。
如图5所述的主程序设计流程图,采用模块化控制方法,将各个独立的功能作为一个独立的子程序,在主程序中按照逻辑顺序来调用各子程序,可使程序条理清晰,执行效率提高,也便于程序修改和调试。
以上所述是本实用新型的优选实施方式,不能以此来限定本实用新型之权利范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种可用蓝牙手机控制的智能小车,其特征在于:主体包括微处理器、超声波模块、蓝牙通信模块、循迹模块、壁障模块、电源模块、电机驱动模块、电机、测速模块及显示模块;
所述微处理器分别与循迹模块及蓝牙通信模块双向连接,所述超声波模块、电源模块及显示模块分别与所述微处理器单向连接,所述微处理器分别与壁障模块、显示模块及电机驱动模块单向连接,所述电机驱动模块与所述电机单独连接;
所述智能小车采用四轮驱动,每个轮子各用一个直流电机驱动,且所述智能小车装有四个红外对管传感器。
2.根据权利要求书所述的一种可用蓝牙手机控制的智能小车,其特征在于:所述微处理器采用STC89C52CR芯片。
3.根据权利要求书所述的一种可用蓝牙手机控制的智能小车,其特征在于:所述电机驱动模块采用L298N芯片,包括驱动电源及电机驱动。
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