基于單片機(jī)AT89S52的電動(dòng)車蹺蹺板設(shè)計(jì)
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1．3．3 黑線檢測(cè)方案設(shè)計(jì)
方案一：可見光發(fā)光二極管與光敏二極管組成的發(fā)射一接收電路。該方案缺點(diǎn)在于易受外界環(huán)境光源的干擾，容易造成誤判，準(zhǔn)確度不高。
方案二：脈沖調(diào)制的反射式紅外發(fā)射-接收器。采用交流分量調(diào)制信號(hào)減少干擾，但需要控制占空比，要求有較大的電流，在本系統(tǒng)中不可取。
方案三：不調(diào)制的反射式紅外發(fā)射-接收器。受外界干擾小，靈敏度高。
比較三種方案，方案三的準(zhǔn)確度高，明顯優(yōu)于其他兩種方案，所以選擇方案三。
1．3．4 位置檢測(cè)方案設(shè)計(jì)
方案一：從始端到末端用康銅絲水平置于木板一側(cè)，通過采樣檢測(cè)電壓值檢測(cè)是否已經(jīng)行駛到蹺蹺板末端B處，此方案要求與車相連，需要一定轉(zhuǎn)換時(shí)間。
方案二：由鼠標(biāo)工作原理采用光電碼盤測(cè)量行駛距離是否已接近板長，或者將板長轉(zhuǎn)換為接收到的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)，以此檢測(cè)電動(dòng)車是否行駛到末端。
比較兩種方案，方案二簡便可行，測(cè)量效果較好，所以選擇方案二。
1．3．5 程序設(shè)計(jì)
程序需要完成以下的功能：
(1)不同階段設(shè)定不同的行駛速度，小車在上坡和中間尋求平衡的時(shí)候必須要求不同的速度，已達(dá)到在規(guī)定時(shí)間使蹺蹺板平衡，利用軟件檢測(cè)和調(diào)節(jié)使小車在不同階段具有不同的速度。
(2)綜合多傳感器以提高測(cè)量精度，確保小車在蹺蹺板上有比較穩(wěn)定的狀態(tài)。
(3)使用軟件濾波器消除小車在行進(jìn)時(shí)的抖動(dòng)所造成的電壓輸出不穩(wěn)定的問題。
程序流程如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/170567.htm
2 測(cè)試及誤差分析
2．1 測(cè)試方法
測(cè)試工具：兩塊秒表(最小精度為0．1 s)、卷尺(最小精度為0．01 m)、數(shù)字萬用表(MASTECH MY-65)。
將小車放在蹺蹺板A端，如圖4所示，開啟電源，記錄以下各段時(shí)間并觀察平衡指示(以下稱測(cè)試條件1)；將小車及配重分別放在規(guī)定范圍內(nèi)的任意位置，重復(fù)上述工作(以下稱測(cè)試條件2)。其中T1表示小車從A點(diǎn)到中點(diǎn)C的時(shí)間；T2表示小車找平衡的時(shí)間；T3表示小車的平衡保持時(shí)間；T4表示小車從平衡點(diǎn)到蹺蹺板末端B的時(shí)間；T5表示小車在B點(diǎn)停留的時(shí)間(測(cè)試條件1)，表示第二次增加配重保持平衡的時(shí)間(測(cè)試
條件2)；T6表示小車從B點(diǎn)返回A點(diǎn)的時(shí)間；T7表示小車總行程的時(shí)間。
2．2 誤差分析
(1)蹺蹺板所處位置可能不水平，給測(cè)量角度帶來偏差，可以使用其他水平測(cè)試儀檢測(cè)位置是否水平。
(2)由于電動(dòng)車運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一定的振蕩導(dǎo)致所測(cè)角度有一定偏差，可以將電動(dòng)車座板牢固焊接在車體上或者將角度傳感器安裝在蹺蹺板上。
(3)蹺蹺板板面不夠粗糙，摩擦力不夠大，會(huì)使電動(dòng)車產(chǎn)生一定的滑動(dòng)，將板面用摩擦系數(shù)比較大的紙張貼在上面增大摩擦力。
3 結(jié)論
本文采用角度傳感器直接測(cè)量系統(tǒng)角度的變化完成小車的平衡檢測(cè)，PWM技術(shù)控制的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使小車可以穩(wěn)定準(zhǔn)確地達(dá)到平衡及通過蹺蹺板。通過多次測(cè)試實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，可以很好地完成任務(wù)。
評(píng)論