智能车:你需要的电磁杆就在这里!

刚刚接触电路设计,电路参数的计算,元器件的选择对与我们来说都是困难的。最近参加了校内的智能车竞赛。制作电磁杆遇到了许多问题,接下来从小白角度教你制作电磁杆!

目录

概述

磁场感应和选频

1.赛道磁场为什么是20Khz呢?

2.选频

 放大电路

1.基本思路

2.可能出现的问题

整流检波

电磁杆整体

1.原理图

 2.PCB

实物


概述

绝大多数的在智能车赛道都是提供一个20Khz的正弦交流信号,电磁杆作为小车的眼睛,需要识别到小车偏离路线后的变化,更要识别到不同赛道元素的标志。只要杆子和车板搞好了,硬件部分就基本结束了。电磁杆简单的分为3部分:磁场感应和选频、放大电路、整流检波。

磁场感应和选频

1.赛道磁场为什么是20Khz呢?

 从上表可以发现,20kHz 的磁场频率可以有效地与环境磁场区分出来。

2.选频

接下来使用 LC 并联谐振电路对感应电动势进行选频,感应线圈我们使用 10mH 电感元件,需要的频率为 20kHz,由电路谐振频率公式 得:

 网上能买到的基本就是6.8nf的电容,那我们就采取6.8nf的电容和10mH的电感吧。(其是多数方案都是这样选型的)

放几张图,看看参数没选好是怎样的:(电感1mH,电容6.8nf)

 正常的(6.8nf的电容和10mH的电感)正弦波优不优美,嘿嘿

 放大电路

1.基本思路

我们采集到的电压范围为50mv-200mv之间,要让单片机采集到的更加精确,我们选择将其放大到伏特V的范围。51单片机不超过5V,stm32不超过3.3V。简单说就是将将信号放大点,简单加个运放吧。

有学长推荐我使用INA128UA(md)

 电磁杆一般是5路,再备份一份,也就是价格=16*10=160元。。。。我们这小比赛用不上。

我身边备的有些LM386M(音频放大芯片,又不是不能用。。),价格2元左右一片。一般人都用得起。当然肯定还有更好的方案选择。

 原理图如上:C2作用为隔直流,因为我们只需要交流成分,运放1、8脚为增益调节

 数据手册告诉我们,LM386M增益在20-200之间,可通过调节与电容串联的划变改变增益。

2.可能出现的问题

1).增益不可调,输出电压直接到3V。(是我搞不明白怎么回事)

解决方法:将运放的增益固定,将信号在前端通过电阻衰减。(能用!)

2).放大后波形不对劲

解决方法:请按照原理图参数焊接!

整流检波

目的就是将交流电转化为直流电,供单片机ADC采集

我了解的方案有两个

1.三极管检波

 2.二极管检波

电磁杆整体

1.原理图

 2.PCB

实物

小车能跑,感谢我的队友!!

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