基于安芯一号的重力遥控小车 开关, 玩具, 无线

我是MT

[导读] 设计背景及原理概述
关键词：LCD1604安芯一号

　　一、项目设计背景及概述
　　随着科技的不断发展，无线的应用越来越广泛，遥控玩具及航模也越来越受欢迎，航模用的遥控都是模拟量遥控，有着灵活的方位、速度及角度控制，而一般玩具的遥控都是开关量的，其不像模拟量遥控通过AD可以得出很多种状态，而开关量的遥控只有开和关两种状态。一般的玩具遥控如遥控车的遥控都是通过按键控制其前进、后退及转弯等动作，但这过于随着社会的发展这种遥控车越来越无趣，没有手机的赛车游戏好玩。
　　手机的赛车游戏是基于手机自带的重力感应功能的，既然能通过重力感应，为什么不能做出一个单独重力感应遥控器呢。本次设计通过水银开关实现这个遥控器的设计。水银开关运用于重力感应方面的应用已经有了，而运用于遥控车的应用较少，我将设计一个更完善的重力遥控车。
　　二、项目设计原理
　　1、 原理概述
　　本次设计分为两部分，遥控部分和小车部分。遥控调节AD可控制小车的速度，倾侧遥控器可控制小车的运动方向。遥控的实时数据将显示在LCD1602上。
　　2、 硬件设计原理
　　遥控底板：插接LCD1604并能够引出控制引脚，通过杜邦线插接到SLH核心板，底板还装上3路水银开关感倾侧方向。

　　图1 遥控底板原理图

　　5V转3.3V控制：因为NRF24L01的电压范围为2.7V~3.6V左右，而安芯一号供电电压要大于3.6Ｖ，因此必须通过转接电路连接控制。如图2所示。

　　图2 5V—3.3V转接

　　电机驱动：如图3所示当DIR=1时，T3，T4导通，T1，T2截止，当PWM为低电平时，T5，T6导通，T7，T8截止，电机正转；当DIR=0时，T1，T2导通，T3，T4截止，当PWM为高电平时，T7，T8导通，T5，T6截止，电机反转。

　　图3 H桥

　　3、 软件设计原理
　　遥控部分：通过安芯一号的AD转换得到一个8位精度的数值作为小车的速度值，通过调节电位器就可调节小车的速度。另外还有3路水银开关，将遥控摆向不同方位就可使水银开关断开或闭合，通过检测所连接的引脚的电平可知道遥控侧向方向。所测得的速度值和方向通过LCD显示或通过串口发到串口助手上。最后安芯一号将速度值和方向通过无线模块发向小车。

　　图4 遥控部分的程序模块

　　小车部分：无线模块接收遥控发过来的速度值并存储在安芯一号中，安芯一号匹配速度值控制两路PWM输出来控制小车速度，然后匹配方向值，控制减速电机的运作。

　　图5 小车部分的程序模块

　　三、项目设计框图
　　1、硬件设计框图

　　图6 硬件设计框图

　　2、软件设计框图

　　图7 软件设计框图

　　四、测试结果
　　如图8、9、10为遥控器，基本功能已实现。
　　a．通过调节电位器可得到不同的速度值；
　　b．通过倾侧遥控器可得到不同的方向值；
　　c．速度值和方向值会显示在LCD1602上；
　　d．速度值和方向值成功通过NRF24L01发送至小车。

　　图8 遥控器底板正面图

　　图9 遥控器正面图

　　图10 遥控器背面图

　　如图11所示为小车，基本功能已实现，但电机存在速度不同步的问题。
　　a．通过串口1调试NRF24L01成功正确接收遥控发送过来的数据；
　　b．遥控发送过来的速度值可对PWM的占空比进行调节；
　　c．遥控发送过来的速度值可驱动两路电机进行相对应的运动。

　　图11 遥控器底板正面图