mars技術(shù)報(bào)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(shí)別前方是否有物體HC-06藍(lán)牙通信模塊（將圖像識(shí)別信息進(jìn)行傳遞，是現(xiàn)成的模塊圖像識(shí)別系統(tǒng)（OPENCV，將在程序部分介紹L298N（H步進(jìn)電機(jī)與電機(jī)與舵機(jī)（具體型號(hào)在電機(jī)選型部分已經(jīng)有闡述紅外啟動(dòng)電路（只用于傳遞啟動(dòng)信號(hào)，不會(huì)有情況產(chǎn)生頭電路（用于觀察貨架或者識(shí)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(jī)，單片機(jī)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(jìn)行TCS3200（MARS三種穩(wěn)壓輸出分別是STM32所需要的3V電壓電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)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(hù)電路及熱護(hù)電便維持機(jī)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(jī)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(jī)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(duì)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(hù)電路包含一個(gè)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(shí)別傳感器與頭相結(jié)合木塊已經(jīng)足夠而對(duì)于較為復(fù)雜的物（諸如加多寶王老吉等則使用電路進(jìn)行識(shí)別TCS往屆的隊(duì)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(dòng)，按照三原色原理工作，根據(jù)德國對(duì)于TCS3200D來說，當(dāng)選定一個(gè)顏色濾波器時(shí)，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(jì)算機(jī)院學(xué)時(shí)用Arduino控制器進(jìn)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(duì) 較為復(fù)雜的物品之間的識(shí)別（比如識(shí)別加多寶與王老吉簡單 的TCS3200顏色識(shí)別電路已經(jīng)不能滿足復(fù)雜的識(shí)別需求，需通頭將圖像信息進(jìn)行使用OPENCV進(jìn)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(jì)，MARS拿到貨物后，通過小型頭判斷應(yīng)該將物體放置到哪個(gè)貨架上（如果需要的話在常見的識(shí)別電路中，超聲波識(shí)別電路由于體積過大并且識(shí)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(shí)別電路或者識(shí)別精度更高的激光識(shí)正如我們文中所說的那樣，MARS在比賽過程中需要進(jìn)行一次180度的旋轉(zhuǎn)，根據(jù)培RPR22085循跡所用，分配3路進(jìn)行避障以及識(shí)別是否到達(dá)的了貨架。RPR220LM3930V5VTTL光電對(duì)管RPR220是一種反射型光電探測器，其是一個(gè)砷化鎵紅外發(fā)光二管是一個(gè)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(yàn)使用RPR220對(duì)地面上的線以 檢測 離常常能夠達(dá)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(dá)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(huì)加強(qiáng)一倍，還 現(xiàn)了精度可調(diào)的功能只 對(duì)透鏡稍作調(diào)節(jié)即可R R 1R 022RQ2N3716/-11Q2N376/-0R212222R21111010Q1(N5551)即可直接驅(qū)動(dòng)紅外激光二極管HLD780060H7J，其控制信號(hào)則是一個(gè)頻率為40kHz的調(diào)制信號(hào)，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(gè)PN結(jié)，需提供一個(gè)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(hào)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(hào)輸出最大。放大電路則可采用低噪聲的運(yùn)算放大器TL064來設(shè)計(jì)，此內(nèi)部集成了4個(gè)運(yùn)放，可方便地實(shí)現(xiàn)信號(hào)的濾波及多級(jí)放大。將已放大的信號(hào)再通過RC積分電路便可產(chǎn)生A／D所要的電壓?？梢詫?duì)賽場的黑色線進(jìn)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(jī)選型部分所述，MARS所需要的電機(jī)主要包括全向輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的電機(jī)4傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)使用的電機(jī)大的電壓與電流。但是我們對(duì)L298N是SGS公司生產(chǎn)的MARS控制電平，來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，ENA,ENB控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。下面是其邏輯功能表： 該電路對(duì)輸入、輸出信號(hào)起到作用，具有信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端電氣等特點(diǎn)，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(gè)方向.其有一個(gè)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(hù)電機(jī)，在驅(qū)動(dòng)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(dòng)，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(jì)的36MHz161616品用戶的最佳選擇。兩個(gè)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(diǎn)器：片上集成32-512KB的Flash器。6-64KB的SRAM器時(shí)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(jìn)行濾波，保證單片機(jī)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(dòng)信號(hào)，絕不會(huì)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(huì)使用的其他電路模塊根據(jù)實(shí)際調(diào)試結(jié)果來決定是使用頭電路主要有兩點(diǎn)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(dá)到30幀/秒。衡、飽和度、色度等都可以通過SCCB