Описание принципиальной схемы

Оглавление

Техническое задание

Введение

Разработка функциональной схемы

Разработка принципиальной схемы

Выбор управляющего микроконтроллера

Выбор электронных элементов

Разработка программы управления

Описание общего алгоритма функционирования

Описание алгоритма и основных модулей программы

Заключение

Литература

Приложения

 

Техническое задание

 

В рамках курсовой работы необходимо разработать контроллер управления роботизированной платформой. Данная платформа ориентированна на движение по напольной линии.

Управление роботизированной платформой ведется удаленно по радио каналу. Также в автономном режиме предусмотрено управление через четыре функциональных клавиши, что позволяет привести его на зарядку или временно удалить с траектории движения и остановить. Для отображения необходимой пользователю информации устройство имеет дисплей с жидкокристаллической индикацией (ЖКИ). Информация выводится в две строки, в которой    отображается пройденное расстояние и время работы, а также состояние активности.

Траектория движения отслеживается по двум датчикам белой линии и по двум датчикам столкновения с препятствием. Вторая группа датчиков позволяет обойти возникшие на пути препятствия и вернуться на траекторию движения по линии. При обнаружении поворотов данный робот осуществляет поворот.

контроллер управление роботизированная платформа

Введение

 

Развитие микроэлектроники и широкое применение ее изделий в промышленном производстве, в устройствах и системах управления самыми разнообразными объектами и процессами является в настоящее время одним из основных направлений научно-технического прогресса.

Использование микроэлектронных средств в изделиях промышленного и культурно-бытового назначения приводит не только к повышению технико-экономических показателей изделия и многократно сроки разработки и отодвинуть сроки «морального старения» изделий, но придает им принципиально новые потребительские качества.

За последние годы микроэлектроники бурное развитие получило направление, связанное с выпуском однокристальных микроконтроллеров (ОМК), которые предназначены для «интеллектуализации» оборудования различного назначения. ОМК представляет собой приборы, конструктивно выполненные в виде БИС, и включающие в себя все составные части «голой» микроЭВМ: микропроцессор, память программы, память данных, также программированные интерфейсные схемы для связи с внешней средой. Использование микроконтроллеров в системах управления обеспечивает достижение исключительно высоких показателей эффективности при столь низкой стоимости, что микроконтроллерам , видимо нет разумной альтернативной базы для построения управляющих и регулирующих систем. К настоящему времени более двух третей мирового рынка микропроцессорных средств составляют именно ОМК.

 

Функциональная схема

 

Системы управления роботизированной платформы

 

Рис.1.1 Функциональная схема управляющего контроллера.

Блоки датчиков:

ДЛ1 - левый датчик линии. Предназначен для определения нахождения платформы на линии.

ДЛ2 - правыйдатчик линии. Предназначен для определения нахождения платформы на линии.

ДП1 - датчик препятствия 1. Предназначен для определения препятствия.

ДП2 - датчик препятствия 2. Предназначен для определения препятствия.

Блок клавиатуры - клавиатура предназначена для управления устройством. Нажатая клавиша обрабатывается микроконтроллером , который выполняет необходимые действия. Клавиатура состоит из 4 кнопок: «START/PAUSE», «SET», «+», «-». Кнопка «START/ PAUSE» приводит роботизированную платформу в движение, либо останавливает ее . Кнопка «Set» позволяет изменить траекторию движения платформы. Кнопка «+» и «-» позволяет изменить траекторию движения платформы.

ЖКИ - дисплей - для отображения текстовой и цифровой информации на плату контроллера устанавливается активный ЖКИ - дисплей, имеющий две строки.

БУД1 - блок управления двигателем 1.

БУД2 - блок управления двигателем 2.

БРС - блок радио связи. Предназначен для ручного управления роботизированной платформой

 

Описание принципиальной схемы

 

Принципиальная схема состоит из следующих компонентов.

Входные датчики, обеспечивают позиционное обнаружение препятствий. Для позиционирования робота, используется специальная разметка - белая линия, указывающая траекторию движения. Отслеживание линии производится двумя датчиками, в которых светоизлучающие диоды VD1 и VD3 с различной интенсивностью отражаются на обычном полу и белой линии. Белая линия по своим свойствам сильнее отражает свет. Отраженный свет, попадая на фотодиод, открывает его до определенного уровня. Уровень срабатывания настраивается резистивными элементами на входе элемента И-НЕ и устанавливаются для самой бледной линии (для самой загрязненной).Логические элементы работают по схеме компараторов в определенном уровне сигнала, который поступает со светодиода. Второй элемент И-НЕ служит буфером и конвертором, который обеспечивает преобразование логики. Т.о. в первом датчике используются два элемента микросхемы DD1 (К561ЛА7).

Для датчика бампера можно использовать аналогичное решение, но можно и более простое - герконы, замыкающиеся при приближении бампера к платформе в момент столкновения с препятствием. Бампер подвешен к центру и по краям платформы. Если срабатывает левый или правый, то препятствие сбоку. Если оба, то препятствие находится впереди. После столкновения, управляющий МК должен определить траекторию обхода и возврата на белую линию, т.е. траекторию обхода препятствия.

Для осуществления движения робота по определенной траектории, используется соответствующее манипулирование шаговыми двигателями. Для этого используются стандартный драйвер, ранее установленный и управляемый внутренним контроллером.