3.5 舵机模块及小车的组装
系统设计采用Futaba S3010型舵机,只有3根引接线,分别为地线、电源线和PWM控制线。该舵机的实质是一个位置随动系统,其由舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计、直流电机和控制电路组成,通过内部位置反馈,可使舵盘输出转角正比于其给定的控制信号。即在负载力矩小于其最大输出力矩的情况下,其输出转角将会正比于给定的脉冲宽度。为提高舵机的响应速度,将其工作电压直接连接电池电压7.2 V,并将单片机内部的PWM0和PWM1两路8位输出级联成一个16位的PWM,再由PWM1通道输出给舵机。在实践中,还可通过采取加长舵机力臂增大摆幅的方法进一步提高舵机的响应速度。
图6为本设计智能循迹小车的组装实物图。由于传感器对赛道信息捕获的效果将直接影响智能车的控制策略及其速度。为获得尽量大的前瞻,如图6所示,设计将15个均等间隔排列的激光传感器固定在一个离地面约25 cm的位置,并以58°角射向前方路面,使得小车的前瞻可达40 cm。同时将舵机通过垫板垫高,加长了前轮控制力臂的长度,从而提高了前轮转向的响应速度。并在电机及其驱动MC33886表面均加装了散热器,来提高电机运行的性能。通过科学的硬件设计,与合理的算法,便可让系统对赛道信息进行提前获取并做出即时、正确的决策,从而使车辆做到弯道提前减速,直道提前加速跑出更加节省路程的路径。
4 结束语
文中对基于红外激光二极管的智能循迹小车的硬件系统进行了分析与设计。介绍了智能车的控制器模块、电源管理模块、路径识别模块、电机驱动模块、车速测速模块以及舵机模块等6部分的硬件电路设计,并给出了部分模块的实际电路图。最终展示了智能循迹小车的实物图。实践证明,该车可快速平稳地实现循迹功能。