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儿童玩具

客户成功故事与项目成功案例

遥控车蓝牙控制板设计开发


伴随科技的进步,智能时代的到来,智能化的用品在生活中无处不在。各种智能化设备在各自的领域中发挥不同的作用。在玩具车的领域中,智能车的出现,让儿童以及汽车模型爱好者更加的青睐。智能小车不仅价格低廉,而且甚至能够担任人类难以从事的任务,它在工业、农业以及社会生产生活等许多领域都起到了重要作用。无线遥控的小车具有可以在危险的环境作业,人员搜索,可以在各类领域中发挥着它特殊的作用。

一、遥控车开发设计思路

本设计采用9V/2A可充电锂电池作为电源模块,为主控Arduino nano模块、HC-06主从一体蓝牙模块、L298N电机驱动模块及两个电机供电。Arduino nano模块与HC-06蓝牙模块相互传输提供控制命令,主控芯片控制L298N驱动模块,驱动模块通过改变PWM占空比调节电机的转速度,驱动模块通过控制电流的方向从而控制电机的正反转,进而实现车辆的前进,后退,左转和右转的功能,整体的设计框图如下图所示。

遥控车系统结构框图

二、遥控车硬件设计

(1)主控制模块:Arduino nano主板上面搭载一个Atmel Atmega328P单片机,该模式是一个4.5cm×1.8cm的长方体,具体结构图如下图3-1所示,该模块的供电的电压必须是直流7V~9V之间的电压,输出5V和3.3V的直流电压。该模块具有12个数字输入/输出端口D2~D13,8个模拟输入端口A0~A7,支持单片机的RX/TX端子,支持6组PWM端子。整个模块支持USB和ISP下载及供电。如下图所示,中间白色是复位按键,Arduino nano提供了自动复位设计,可以通过主机复位,这种自动复位就不需要在另设置复位按键了。

(2)电机驱动模块:L298N电机驱动芯片具有双H桥,官方给出最高可支持46V的工作电压,同时可保证较大的输出电流,峰值驱动电流甚至可以达到3A。本设计所采用的模块额定功率在25W左右,足以驱动两个9V/2A的直流减速电机。采用贴片LED显示控制信号状况,便于进行硬件软件的调试工作,由于L298N ENA、ENB两个使能端控制驱动信号,进而实现电机转速调节。

(3)通信模块:本文所选择的串口蓝牙模块是专为智能无线数据传输而打造,遵循V3.0蓝牙规范。BT06蓝牙模块具有体积小和收发灵敏性高等优点,同时支持UART接口和SPP蓝牙串口协议。当蓝牙模块正在等待配对时,状态指示灯将进入平稳且缓慢的闪烁(800毫秒开启,800毫秒关闭),当模块建立连接后,状态指示灯会进入常亮状态。蓝牙模块通讯距离比较远,空旷下可以达到30米,正常环境下15米。蓝牙模块默认参数的波特率是9600,默认的配对密码1234。

澄海遥控车控制板设计

三、遥控车程序设计

基于单片机的蓝牙遥控车设计采用C语言编写程序。C语言是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发智能芯片程序。该库功能资源丰富,运行速度快,编译效率高,成功率高,可直接由面向对象进行控制。该部分程序设计是为了完成行进指令的传达及反馈情况,涉及产口初始化、波特率设置及中断申请等知识。主程序的流程图如下图所示。开始时初始化各模块,接收数据,单片机判断数据是接收该数据,接收该数据后进行串口中断,中断后判断数据是否合理,数据如果合理的话进入控制程序,对小车进行控制。

总结

本设计以Arduino nano开发板上的Atmega328P为核心控制器板精心控制,采用L289N驱动两个直流电机工作,两个直流电机的作用分别为前轮转向,后轮驱动,从而控制小车的运行。采用HC-06蓝牙模块传输的信号,蓝牙串口APP接收数据。此款蓝牙遥控小汽车具有蓝牙遥控手动驾驶功能。这种遥控车无论是在生活中作为儿童的玩具,还是在军事领域上作为侦察、防暴等高危任务上均有着非常好的发展前景。因此,从上述可以看出,本产品具有很大的市场价值和研究意义。

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