mars技術(shù)報告總體電路部分

MARSSTM32（組成將在下文介紹穩(wěn)壓電路（LM29056V\5V\3.3V12V（提供總體電流紅外循線與紅外表避障（識別前方是否有物體HC-06藍(lán)牙通信模塊（將圖像識別信息進行傳遞，是現(xiàn)成的模塊圖像識別系統(tǒng)（OPENCV，將在程序部分介紹L298N（H步進電機與電機與舵機（具體型號在電機選型部分已經(jīng)有闡述紅外啟動電路（只用于傳遞啟動信號，不會有情況產(chǎn)生頭電路（用于觀察貨架或者識別物體激光循跡電路（180外循跡電路與避障電路傳遞信息到單片機，單片機根據(jù)這些信息控制全向輪幫助MARS到 主控選型我們使用的是STM32F103V8，具體介紹將在電路原理細(xì)節(jié)圖中進行TCS3200（MARS三種穩(wěn)壓輸出分別是STM32所需要的3V電壓電機與步進電機等需要的5V電壓，12V12VTO5V優(yōu)良的穩(wěn)壓，其內(nèi)部包括靜態(tài)電流降低電路，電流限制電路，反接和反插入保護電路及熱護電便維持機器人的穩(wěn)定性及后期調(diào)試。該具體的電氣參數(shù)如下表可以發(fā)現(xiàn)，該在MARS機器人中，可以正常工作，提供5V穩(wěn)定的輸出電壓。另外，我們使用了TVS管以及電容，放置其供電部分被電機部分所干擾。根據(jù)比賽場地的溫度環(huán)境，我們最終選擇的為LM2940CT-5.0PCB12VTO6V出于對穩(wěn)定性的要求和成本的考慮此處的穩(wěn)壓使用的是幾乎最常被使用的LM7806。LM2940-5右圖為的封裝圖（來自national公司提供的封裝電路）5VTO3VLM1117提供電流限制和熱保護電路包含一個調(diào)節(jié)的帶隙參考電壓從而能夠保證電電容 因 擇 這款穩(wěn)定性較高的下面是這款的內(nèi)原 和電氣特性通過上述三部分穩(wěn)壓電路，便可以將12V的蓄電池電壓轉(zhuǎn)變成5V&3V&6V等,從而滿足MARS像頭的成本較高。因此，我們選擇了使用TCS3200顏色識別傳感器與頭相結(jié)合木塊已經(jīng)足夠而對于較為復(fù)雜的物（諸如加多寶王老吉等則使用電路進行識別TCS往屆的隊伍，我們使用的是TCS系列的高端版本，TCS3200D。該電路由LM2940-5降壓電路提供的5V直流電源驅(qū)動，按照三原色原理工作，根據(jù)德國對于TCS3200D來說，當(dāng)選定一個顏色濾波器時，它只允許某種特定的原色通過，其光的 就 以分析出反射TCS3200D傳感器上的光 利用計算機院學(xué)時用Arduino控制器進試，我們通過使用各種光源來獲得不同光環(huán)境下的RGB數(shù)值，設(shè)置MARS比賽中的需求。RGB 與藍(lán)牙電路對 較為復(fù)雜的物品之間的識別（比如識別加多寶與王老吉簡單 的TCS3200顏色識別電路已經(jīng)不能滿足復(fù)雜的識別需求，需通頭將圖像信息進行使用OPENCV進行圖像處理將處理完成后的信息通過HC-06藍(lán)牙模塊將數(shù)據(jù)信息傳遞到STM32HC-06按照我們前文的取勝方案設(shè)計，MARS拿到貨物后，通過小型頭判斷應(yīng)該將物體放置到哪個貨架上（如果需要的話在常見的識別電路中，超聲波識別電路由于體積過大并且識別并不是非常精確而不適合MARS的比賽方案，因而，我們可以選擇常見的紅外識別電路或者識別精度更高的激光識正如我們文中所說的那樣，MARS在比賽過程中需要進行一次180度的旋轉(zhuǎn)，根據(jù)培RPR22085循跡所用，分配3路進行避障以及識別是否到達的了貨架。RPR220LM3930V5VTTL光電對管RPR220是一種反射型光電探測器，其是一個砷化鎵紅外發(fā)光二管是一個高靈敏度的硅平面光電三極管雖然這種元件在以前的競賽中應(yīng)用較多，該模塊的最大有效監(jiān)測距離主要由傳感器本身的性質(zhì)決定，但是劇烈的受到被測物體的影響， 據(jù)往屆比賽的學(xué)長的經(jīng)驗使用RPR220對地面上的線以 檢測 離常常能夠達到0.1CM_20CM。通常而言，光滑表面并反光 良好的物體便于檢測3

2

R180

472LM393/CY472

2 881

1k

8181

0

2

R186

472LM393/CY472

2 881

1k

8181

035為DC=2V，工作電流<125mA，可達60mW，反射效果可滿足要求，只需加裝 套可聚焦的透鏡，其射 力不但會加強一倍，還 現(xiàn)了精度可調(diào)的功能只 對透鏡稍作調(diào)節(jié)即可R R 1R 022RQ2N3716/-11Q2N376/-0R212222R21111010Q1(N5551)即可直接驅(qū)動紅外激光二極管HLD780060H7J，其控制信號則是一個頻率為40kHz的調(diào)制信號，由控制器產(chǎn)生。圖中右邊部分為紅外接收電路，其紅外接收的光敏二極管是一個PN結(jié)，需提供一個反偏電壓，所以反向連接在電路中。三極管Q1、Q2構(gòu)成的電路并未起到信號放大的作用，而是使得光敏傳感器的工環(huán)境光線的自適應(yīng)作用。在調(diào)試過程中，可通過調(diào)節(jié)可變電阻PR1使得傳感器的信號輸出最大。放大電路則可采用低噪聲的運算放大器TL064來設(shè)計，此內(nèi)部集成了4個運放，可方便地實現(xiàn)信號的濾波及多級放大。將已放大的信號再通過RC積分電路便可產(chǎn)生A／D所要的電壓?？梢詫悎龅暮谏€進行較好的設(shè)別。下表為TL064的技術(shù)指標(biāo)根據(jù)我們文取勝思路以及電機選型部分所述，MARS所需要的電機主要包括全向輪轉(zhuǎn)動所需要的電機4傳送帶轉(zhuǎn)動使用的電機大的電壓與電流。但是我們對L298N是SGS公司生產(chǎn)的MARS控制電平，來控制電機的正反轉(zhuǎn)，ENA,ENB控制電機的停轉(zhuǎn)。下面是其邏輯功能表： 該電路對輸入、輸出信號起到作用，具有信號單向傳輸，輸入端與輸出端電氣等特點，抗干般可以滿足的需求。另外法是使用光耦I(lǐng)SO7220ISO7220為 道 面向一個方向.其有一個被二氧化 層隔開的邏輯輸入緩存器和邏輯輸出 存器。下面是其介紹與電氣參數(shù)L298NL298N護電機，在驅(qū)動電路中加入了兩組穩(wěn)流二極管，且使供電電壓VS大于其邏輯電壓VSS，D8D9D10 10nC9CCL-79450D8D9D10 10nC9CCL-7945012input1input2input34111219SENA814ENA612VSD12D13D14CCL-01n5VCC2OUTAOUTB82112 0n0IN1IN2IN3IN4左邊是部分，通過中間的L298N驅(qū)動，以 在本次比賽中，MARSAMEGASTM32STM32STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的36MHz161616品用戶的最佳選擇。兩個系列都內(nèi)置32K到128KSRAM存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品，相當(dāng)于另外，STM32主要具有以下優(yōu)秀的特點器：片上集成32-512KB的Flash器。6-64KB的SRAM器時鐘、復(fù)位和電源管理：2.0-3.6VI/OPOR、PDR可編程的電壓探測器（PVD。4-16MHz8MHzRC40kHzRCCPUPLLRTC32kHz調(diào)試模式：串行調(diào)試（SWD）和JTAG接口。：A/D212位D/ASTM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE112I/O26，37，51，80112I/O16以接受5V以內(nèi)的輸入。STM32STM32：并聯(lián)的電容進行濾波，保證單片機電壓的穩(wěn)定性。從而維持MARSISP與JTAG（在最小系統(tǒng)電路中已經(jīng)畫出100STM32F103V812123123

0只發(fā)射啟動信號，絕不會做出比賽中所不允許的行為復(fù)位與電路這部分列出的是一些我們有可能會使用的其他電路模塊根據(jù)實際調(diào)試結(jié)果來決定是使用頭電路主要有兩點初衷我們使用的頭電路為與STM32配合的非常好的OV7670電路。體積小（方便，VGA頭和影像處理器的所有功能。通過SCCB總線控制，可以輸出整幀、子采樣、取窗口等方式的各種分辨率8位影響數(shù)據(jù)。該產(chǎn)品VGA圖像最高達到30幀/秒。衡、飽和度、色度等都可以通過SCCB