前面已經(jīng)介紹了電機(jī)、賽道等等,這次說(shuō)一說(shuō)電路部分。
首先聲明,關(guān)于電路的細(xì)節(jié)和一些具體指標(biāo)、術(shù)語(yǔ)等等,不是特別了解,論述可能存在錯(cuò)誤。
1.MCU
比賽中指定用的控制器是瑞薩H8/3048F-ONE, 具體參數(shù)可以上瑞薩的網(wǎng)站查。 而組委會(huì)配發(fā)的CPU板其實(shí)不是瑞薩的產(chǎn)品,而是日本一家叫北斗電子的公司生產(chǎn)的,具體可以參考此鏈接(http://www.hokutodenshi.co.jp/7789/RY3048F-ONE.htm), 其中提供了關(guān)于CPU板的電路圖。
H8是類似M16C, 飛思卡爾的S12系列的一款MCU,具體有什么顯著的特點(diǎn),相對(duì)于M16C或S12, 我也沒(méi)太深的體會(huì)。H8的開(kāi)發(fā)環(huán)境常用的自然是瑞薩的HEW,組委會(huì)提供了評(píng)估板的HEW,對(duì)于比賽而言基本上是足夠的了。當(dāng)熱,也可以選擇GNU tools, 具體的tool chain, 可以在http://www.kpitgnutools.com上下載。
使用H8的最大的問(wèn)題在于沒(méi)有調(diào)試器,無(wú)法進(jìn)行片上調(diào)試,只有編譯通過(guò)后,不斷地通過(guò)串口下載到MCU中,直接看效果, 如果有瑞薩的E10的話,自然不是問(wèn)題。
由于瑞薩的渠道問(wèn)題,個(gè)人或小批量的購(gòu)買H8是一件比較麻煩的事,一旦MCU板壞了(不能燒程序,PWM口出了問(wèn)題等等),就只能再向組委會(huì)購(gòu)買,這樣一來(lái)量少,二來(lái)貴,三來(lái)一去一回耗時(shí)間。 一個(gè)比較推薦的方法就是, 在設(shè)計(jì)調(diào)試過(guò)程中,用其他MCU(ARM7, M16c,S12等等)制成接口上,大小上與H8 MCU板相兼容的調(diào)試板,待設(shè)計(jì)成熟后最后把相關(guān)代碼移植到H8上去。 這要可以節(jié)省不少時(shí)間,并提高效率。當(dāng)然,這樣做的一個(gè)前提就是要掌握基本的電子制作能力。
在使用H8作為主控制器的前提下,使用一下輔助器件如FPGA,CPLD,乃至一些8位控制器是可以的,至少在日本的比賽中是允許的。這些輔助IC,主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)速度控制,傳感器器信號(hào)濾波等等。
2.驅(qū)動(dòng)板
驅(qū)動(dòng)板為MCU提供電源,擴(kuò)展部分功能,同時(shí)提供H橋電路控制電機(jī)。組委會(huì)提供的驅(qū)動(dòng)板最大的缺點(diǎn),就是體積有大,一塊驅(qū)動(dòng)板只能控制兩路電機(jī),性能上也不是非常好(主要和場(chǎng)效應(yīng)管的性能有關(guān))。 有能力話,最好自己重新設(shè)計(jì)制作驅(qū)動(dòng)板。華科大的參賽隊(duì),除第一屆使用組委會(huì)提供的驅(qū)動(dòng)板外,往后都是自己設(shè)計(jì)制作的,采用貼片器件大大減少了驅(qū)動(dòng)板的體積;選用更好的場(chǎng)效應(yīng)管,提高了H橋電路的性能;增加了電池監(jiān)控電路,保護(hù)電路,增加了 EEPROM, LED,按鍵,紅外接收等等功能電路以方便調(diào)試。
3. 傳感器
組委會(huì)提供了一組由8顆S7136組成的數(shù)字式傳感器。S7136是由日本著名光電子公司濱松(Hanematsu)生產(chǎn)的帶調(diào)制功能的紅外傳感器,特點(diǎn)是;貼片封裝體積小,集成度高,不易損壞,抗干擾性強(qiáng)(太陽(yáng),白熾燈的干擾基本對(duì)其無(wú)影響)。 缺點(diǎn)是: 作用距離小,只能貼地使用,購(gòu)買困難,價(jià)格較貴(平均28-30,1個(gè))。鑒于S7136的優(yōu)異性能,推薦就使用組委會(huì)提供的傳感器。
除數(shù)字式傳感器外,還可以使用模擬傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)巡線的功能。如果設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)脑,將取得比?shù)字傳感器更好的性能。模擬傳感器一般采用紅外對(duì)管制成。紅外對(duì)管在電子市場(chǎng)上比較常見(jiàn),這里推薦的是Sharp的GPS2S40, 體積小,集成轉(zhuǎn)換電路, 輸出0-5V 電壓可以直接ADC。