Desain Sistem Jungkat-jungkit Kendaraan Listrik Berdasarkan AT89S52

1.1 Desain keseluruhan

    Sistem ini menggunakan komputer mikro chip tunggal sebagai modul utama sistem kontrol untuk mewujudkan kontrol sistem dan deteksi sinyal. Ini terutama mencakup modul mikrokomputer chip tunggal, modul drive motor, motor stepper, modul deteksi keseimbangan, modul deteksi fotolistrik, modul tampilan kristal cair dan modul remote control inframerah.

    Sistem menilai apakah mobil listrik dalam keadaan seimbang melalui deteksi keseimbangan, membuat mobil listrik tetap berada di dekat C, menggunakan modul deteksi fotolistrik untuk membuat mobil listrik berhenti di B, dan menggunakan metode garis hitam untuk membuat mobil listrik berjalan lurus ke depan dan dari ujung B Anda dapat surut langsung ke awal A. Remote control inframerah memulai sistem, dan kristal cair menampilkan waktu dan suhu setiap tahap. Dalam kasus penyeimbang, metode deteksi garis hitam memungkinkan kendaraan listrik melaju dengan mulus pada jungkat-jungkit pada posisi yang ditentukan di area yang ditentukan. Solusi ini menggunakan modul deteksi keseimbangan untuk mencapai keseimbangan sistem, dan menggunakan garis hitam untuk menyesuaikan tubuh dan jungkat-jungkit ke arah yang sama.Rancangan keseluruhan sepenuhnya memenuhi persyaratan masalah dan sangat layak.

1.2 Pemilihan perangkat keras

    Melalui perbandingan dan menggabungkan keunggulannya sendiri, mikrokontroler AT89S52 akhirnya dipilih sebagai bagian inti dari sistem. MCU ini sepenuhnya kompatibel dengan seri MCS51 dan mudah dikembangkan dan didebug. Chip ini memiliki memori FLASH dan dapat mengunduh program secara online, dan berbagai sumber daya pada chip dapat sepenuhnya memenuhi persyaratan sistem ini.

    Dalam skema ini, sakelar fotolistrik inframerah reflektif biasa digunakan untuk mendeteksi garis hitam pada jungkat-jungkit. Ketika garis hitam tidak terdeteksi, output probe selalu menjaga level rendah. Ketika garis hitam terdeteksi, output segera melompat dari level rendah ke level tinggi. Sinyal yang dikirim oleh sakelar fotolistrik infra merah diperkuat dan dibentuk dan kemudian dikirim ke komputer mikro chip tunggal untuk analisis dan pemrosesan.

    Untuk memastikan bahwa troli dapat bergerak maju dan mundur secara ketat di sepanjang garis hitam pada jungkat-jungkit, skema ini menggunakan total 8 probe di depan dan 2 probe di belakang. 8 probe di depan dapat menjaga mobil sepenuhnya di dalam papan ketika bergerak maju. Kemudi presisi tinggi membuat mobil bergerak dengan ketat dalam jarak 4 cm dari tepi papan. Mempertimbangkan kebutuhan mobil untuk mundur relatif sederhana, setelah percobaan dan inspeksi, ada 2 di belakang. Probe cukup untuk menjaga keranjang di dalam papan.

1.3 Desain perangkat lunak

1.3.1 Desain skema modul deteksi keseimbangan

    Solusi 1: Sensor sudut digunakan untuk secara langsung mengukur perubahan sudut sistem.Ketika perubahan sudut tidak melebihi kisaran yang ditetapkan, dianggap bahwa keseimbangan tercapai. Pengukuran sudut akurat, sensitivitas tinggi, kinerja waktu nyata kuat, dan strukturnya sederhana.

    Solusi 2: Letakkan tangki air kecil dengan jumlah air yang cukup di mobil Saat menanjak, badan air cenderung, dan ketika mencapai kondisi kesetimbangan, badan air hampir rata. Sensor level cair digunakan untuk mendeteksi level cairan untuk mencapai keseimbangan sistem. Skema ini layak, tetapi akan menambah berat kendaraan listrik, sensitivitasnya tidak terlalu tinggi, dan diperlukan bahwa cairan tidak terombang-ambing.

    Membandingkan kedua skema, skema satu memiliki keuntungan yang jelas, sehingga skema satu dipilih.

1.3.2 Desain skema motor penggerak

    Solusi 1: Motor DC, yaitu, gunakan sirkuit penggerak PWM tipe-H untuk menggerakkan motor DC, ubah polaritas tegangan motor untuk mencapai putaran positif dan negatif, siklus tugas PWM mengendalikan kecepatan, karena tegangan sulit mencapai akurasi tinggi, kecepatan tidak dapat mencapai yang asli Keakuratan sistem.

    Skema 2: Motor penggerak mengontrol jumlah langkah sesuai dengan jumlah pulsa yang diterima, dan secara langsung mengontrol pergerakan motor penggerak sesuai dengan urutan langkah dan jumlah langkah yang diberikan, yang dapat meningkatkan akurasi dan cocok untuk keadaan keseimbangan dan deteksi posisi.

    Bandingkan dua opsi, pilih opsi dua.

1.3.3 Desain skema deteksi garis hitam

    Skema 1: Sirkuit penerima-penerima terdiri dari dioda pemancar cahaya dan fotodioda. Kerugian dari skema ini adalah bahwa ia rentan terhadap gangguan dari sumber cahaya dari lingkungan eksternal, yang mudah menyebabkan salah penilaian, dan akurasinya tidak tinggi.

    Skema 2: Pemancar-penerima inframerah termodulasi modulasi pulsa. Sinyal modulasi komponen AC digunakan untuk mengurangi gangguan, tetapi rasio tugas perlu dikontrol, dan arus yang lebih besar diperlukan, yang tidak diinginkan dalam sistem ini.

    Skema 3: Pemancar-penerima inframerah reflektif yang tidak dimodulasi. Gangguan eksternal lebih sedikit dan sensitivitas tinggi.

    Membandingkan tiga skema, akurasi skema tiga tinggi dan jelas lebih baik daripada dua skema lainnya, jadi skema tiga dipilih.

1.3.4 Desain skema deteksi posisi

    Solusi 1: Dari awal hingga akhir, kawat konstantan ditempatkan secara horizontal di sisi papan, dan nilai tegangan diambil sampelnya untuk mendeteksi apakah ia telah melakukan perjalanan ke ujung B jungkat-jungkit. Solusi ini memerlukan koneksi ke mobil dan memerlukan waktu konversi tertentu.

    Solusi 2: Gunakan encoder fotolistrik untuk mengukur apakah jarak perjalanan dekat dengan panjang papan dengan prinsip kerja mouse, atau ubah panjang papan menjadi jumlah pulsa yang diterima, sehingga dapat mendeteksi apakah kendaraan listrik telah mencapai ujung.

    Membandingkan kedua skema, skema dua sederhana dan layak, dan efek pengukuran lebih baik, sehingga skema dua dipilih.

1.3.5 Desain program

    Program perlu menyelesaikan fungsi-fungsi berikut:

    (1) Kecepatan mengemudi yang berbeda ditetapkan pada tahap yang berbeda. Kecepatan yang berbeda harus diperlukan ketika troli sedang menanjak dan mencari keseimbangan di tengah. Telah mencapai keseimbangan jungkat-jungkit pada waktu yang ditentukan. Deteksi dan penyesuaian perangkat lunak digunakan untuk membuat troli memiliki karakteristik yang berbeda pada tahap berbeda. mempercepat.

    (2) Multi-sensor terintegrasi untuk meningkatkan akurasi pengukuran dan memastikan bahwa troli memiliki kondisi yang relatif stabil pada jungkat-jungkit.

    (3) Gunakan filter perangkat lunak untuk menghilangkan masalah output tegangan yang tidak stabil yang disebabkan oleh jitter mobil ketika sedang bepergian.