智能汽车
之
硬件电路设计
安徽大学 创新实验室整理
模块 黑线检测模块 测速模块 电机驱动模块 电源模块
单片机控制模块
黑线检测模块
• 光电组：反射式红外传感器、 激光传感器 • 摄像头组：CMOS、CCD
红外传感器RPR220
具体使用注意点
• 发光二极管部分在恒流情况下最大工作电 流为50mA。 • 标准检测距离只有7mm。 • 光敏三极管引脚正极反用。
5V电源部分
LM2575芯片手册上的常用电路
小车使用的LM2575电路
在利用LM2575设计电路时， 应注意以下几点
（1）电感的选择： 根据输出的电压档次、最大输入电压Vin(MAX)、最大负载 电流I load（MAX）等参数选择电感时可参照相应的电感曲线图 来查找所需采用的电感值。 （2）输入输出电容的选择： 输入电容应大于47μF，并要求尽量靠近电路。而输出电容 推荐使用的电容量为100μF～470μF，其耐压值应大于额定输出 的1.5～2倍。对于5V电压输出，推荐使用耐压值为16V的电容。 （3）二极管的选择 ： 二极管的额定电流值应大于最大负载电流的1.2倍，但考虑 到负载短路的情况，二极管的额定电流值应大于LM2575的最大 电流限制；另外二极管的反向电压应大于最大输入电压的1.25 倍。
LM2575芯片特点
• 优点： 转换效率高，芯片发热现象不明显，避 免因温度过高影响单片机稳定工作。
• 缺点： 压降大，当电池开路电压低于7.4V左右 时输出电压达不到5V；外围电路较复杂。
LM 2940
参数说明
• 输入端电容为0.47uF，但市场上此容值的电 解电容只有耐压50V的，超过了比赛对电容 的要求，所以实际制做过程中我们采用了 1uF/25V来代替。 • 输出端为抗干扰还可以串入磁珠。
LM2940特点
• 优点： 输入输出压降低，压降约为0.5V，可 以有效避免因电机剧烈变化拉低电源电压 使单片机复位的问题。
• 缺点： 转换效率低，长时间工作芯片发热现象 严重，需加散热片。
MC34063手册电路
实际使用电路
电机驱动模块
• L298N 步进电机专用芯片，驱动电流不能太大 • MC33886 常用两片并联，但容易造成输出短路 • MOS管自搭半桥/全桥电路 硬件电路设计制做等要求较高 • 电子调速器（电调） 好用，但实在太贵
• 使用脉冲打开方式能极大提高工作电流， 增加检测距离。但使用不当极易烧毁传感 器，因此初期使用时不推荐使用此方法。
视频分离电路 LM1881
测速传感器模块
• • • • • 霍尔传感器 反射式红外传感器 对射式红外传感器 测速电机 对加速度传感器进行积分 。。。。。。
电源模块
• 单片机系统模块电源 －－ 5V（LM2940） • 黑线检测传感器模块电源 光电 －－ 5V（LM2575） 摄像头 －－ 9V/12V（mc34063） • 测速部分电源 －－ 5V • 舵机动力电源 －－ 电池直接供电 • 电机驱动模块电源 －－ 电池直接供电
L298N 输入输出 并联电路
MC33886并联电路