В данной работе используется драйвер L293D со следующими характеристиками:

Максимальное рабочее напряжение U=36 В;

Напряжение питания U_пит=+5 В;

Максимальный выходной ток (на один канал): I=1,2 А:

управление робот устройство программа

4.2 Расчет резисторов

Для стабилизации напряжения поступающего с источника питания были параллельно подключены конденсаторы емкостью 36 мкФ и 100 мкФ. Чтобы уменьшить входное напряжение на Bluetooth-модуль было необходимо подключить стабилизатор напряжения L78L33. Для этого согласно технической документации были подключены 2 конденсатора емкостью 0,33 мкФ и 0,1 мкФ. Конденсаторы C5-C11 взяты по рекомендациям производителя.

5. Разработка платы печатной устройства

Габариты разработанной печатной платы составляют 80*40мм. На плате имеются 4 крепежных отверстия.

Необходимо обратить внимание на какой ток будет рассчитана та или иная дорожка. В зависимости от этого выбирается толщина дорожки.

(1)

(2)

(3)

где b - ширина дорожки,

с - удельная теплоемкость меди;

с - удельная теплоемкость меди;

q - плотность меди;

h - глубина дорожки;

?t - оптимальный интервал температур для работы платы;

I - ток, на который рассчитана дорожка.

;

;

;

.

(4)

где t? - максимальная температура, при которой может работать плата;

t? - комнатная температура.

=60°-20°=40°С

Расчет силовой цепи по максимальному току двигателя.

При I= 0,167 A

Расчет сигнальной цепи по максимальному току микроконтроллера.

При I=100мА .

Для платы были выбраны минимальная ширина дорожки - 0,254мм, максимальная - 0,5мм. Исходя из расчета видно, что дорожки выдержат ток, протекающий по ним.

Разработка конструкции устройства осуществляется на основе разработанной принципиальной электрической.

При конструировании печатной платы необходимо учитывать следующее.

Центры отверстий должны располагаться в узлах координатной сетки. Каждое монтажное и переходное отверстие должно быть охвачено контактной площадкой.

Материал платы стеклотекстолит фольгированный СФ 2-35-1.5 по ГОСТ 10316-78.

6. Разработка сборочного чертежа устройства

Сборочный чертёж -- вид конструкторской документации, документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для её сборки и контроля.

Требования к выполнению сборочных чертежей установлены в ГОСТ 2.109 (ЕСКД. Основные требования к чертежам).

Данный чертеж должен содержать исчерпывающую информацию о месте установки каждого элемента, и о способе его монтажа.

На сборочном чертеже устройства показываем все элементы, маркировку позиционных обозначений. Эта маркировка является условной, т.к. на самой плате она не выполняется. Все элементы на чертеже изображаем в упрощенном виде.

На сборочном чертеже устройства необходимо указать технические требования, предъявляемые к установке элементов, сборке и маркировке платы, а также показать все исполнительные, присоединительные и габаритные размеры. Исполнительные размеры (в основном) относятся к монтируемым элементам, чтобы показать формовку (гибку) выводов и размеры для их установки (например, высота над платой).

Сборочный чертеж представлен на чертеже ИГТУ421710.004СБ.

7. Разработка алгоритма программы управления учебным роботом

Общая схема управления учебным роботом предствалена через алгоритм программы управления двигателей постоянного тока. Общая схема алгоритма программы, представлена на рисунке 6.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 6 - Общая схема алгоритма программы, управления двигателями постоянного тока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 6 - Продолжение

8. Разработка программы управления учебным роботом

Разработанная программа демонстрирует изученные в процессе обучения навыки программирования микроконтроллеров. Программа осуществляет управление учебным роботом, через управления двигателями постоянного тока.

Для запуска этой программы необходимо предварительно записать прошивку в микроконтроллер. Затем соединить разъемы на плате с соответствующими элементами и подать питание 5 вольт на схему. Данная программа разрабатывалась в среде AVRStudio 4.

Для создания программы были использованы следующие функции:

void InitPorts() - Инициализация портов ввода-вывода.

void InitTimer1() - Инициализация таймера.

void InitUSART(unsigned int baud) - инициализация интерфейса UART.

void USART_Transmit( unsigned char data ) - Отправка байта по USART.

void USART_Transmit_str( char *str) - Отправка строки по USART.

void shag(char flag) - Выполнение одного шага двигателя (одно переключение обмоток).

int chastota(int hz) - Возвращает число которое нужно подставить в таймер чтоб получить заданную частоту.

void poehali(int mm) - Пересчет расстояния в шаги, включение таймера.

void stop(void) - остановка двигателя.

Текст программы.

#define F_CPU 8000000UL

#include <avr/io.h>

#include <stdlib.h>

#include <avr/interrupt.h>

#define NOM 4

const char obm_shag[4]={0b0001,0b0100,0b0010,0b1000};

char napr_dvig=0; //направление движения, 0-стоим, 1,2-едем

volatile int amount_step=0; //количество шагов

/////////////////////////////////////////////////////////////////

void InitPorts()

{

PORTC=(1 << PC4)|

(1 << PC5); // Подключаем внутренние нагрузочные резисторы

DDRD=(1<<PD7)| //разрешение первого моста

(1<<PD6)| //разрешение второго моста

(0<<PD5)| //

(1<<PD4)| //обмотки

(1<<PD3)| //

(1<<PD2)| //

(1<<PD1)| //

(0<<PD0);

}

////////////////////////////////////////////////////////////////

/////////////////////////////////////////////////////////////////

//процедура остановки двигателя

/////////////////////////////////////////////////////////////////

void stop(void)

{

PORTD &= ~((1<<PD6)|(1<<PD7));

}

/////////////////////////////////////////////////////////////////

//Процедура обработки прерывания по Таймеру 1

ISR (TIMER1_COMPA_vect)

{

shag(napr_dvig); //процедура одного шага двигателя

}

/////////////////////////////////////////////////////////////////

int main(void)

{

int i=0;

InitPorts();

asm ("sei"); // Разрешение прерываний

if( (PINC & (1<<PC3)) == 0) //первая кнопка нажата

{

PORTD &= ~(0b00011010);

PORTD |= 0b00000010;

}

if( (PINC & (1<<PC4)) == 0) //вторая кнопка нажата

{

PORTD &= ~(0b00011100);

PORTD |= 0b00000100;

}

if( (PINC & (1<<PC5)) == 0) //третья кнопка нажата

{

PORTD &= ~(0b00001110);

PORTD |= 0b00001000;

}

if( (PINC & (1<<PC6)) == 0) //четвертая кнопка нажата

{

PORTD &= ~(0b00010110);

PORTD |= 0b00010000;

}

return 0;

}

Заключение

При выполнении курсового проекта были разработаны:

· конструкторская документация устройства управления учебным роботом:

ѕ схема электрическая принципиальная микропроцессорного устройства управления учебным роботом

ѕ перечень элементов к схеме электрической принципиальной;

ѕ печатная плата устройства управления учебным роботом;

ѕ сборочный чертеж;

ѕ спецификация к сборочному чертежу.

· схемы алгоритмов программы управления учебным роботом;

· программа управления учебным роботом.

Размещено на Allbest.ru