大学生科技创新大赛项目

项目2专案名称：电动汽车漏电保护装置简介：电动汽车电源电池电压，特别是大型电动汽车电源电池电压超过200V，正常情况下，电器(负载)与车身绝缘。本产品的发明目的是提供简单实用的电动汽车漏电保护电路。电器(负载)向车身电气泄漏的情况下，及时发现漏电，立即切断电源电池和电器(负载)的连接。其中包括电源电池、断路器、分压电阻、空心线圈、单簧管、继电器、控制电源、指示灯。该产品结构简单，操作可靠。成本低，实用价值高。详细介绍：该产品是电动汽车漏电保护回路，及时发现漏电，切断电力电池电源。如果电气(负载)将车体电气泄漏，并且具有超过a点的漏电距离电位，则漏电距离电流由漏电距离-主体电气接地-空心线圈(L)-电压切断电阻(R)-电源电池(E1-1)和(E1-2)之间的a点组成。复位功率单元(E1-1)阴极。如果漏电距离电位小于a点，则a点-支承压力电阻(R)-空心线圈(L)-车身电气接地-漏电距离-流动电源电池(E1-2)阴极在相反方向产生泄漏电流。由于单簧管(q)安装在空心线圈(l)上，泄漏电流引起的电磁场关闭单簧管(q)内的触点，继电器(K2)线圈过帐后，常闭触点分离。因此，继电器(K1)线圈丢失，触点分离，电源电池和电气装置(负载)断开连接。此外，继电器(K2)常开触点耦合还导致led (D1)通电。开关(s)用于是否为电气装置(负载)供电。设计、发明的目的和基本理念、创新点、技术关键点和主要技术指标电动汽车电源电池电压，特别是大型电动汽车电源电池电压超过200V，正常情况下，电器(负载)与车身绝缘。由于多种原因，电器(负载)向车身电气泄漏可能导致电器(负载)损坏、着火或触电。本产品的发明目的是提供简单实用的电动汽车漏电保护电路。电器(负载)向车身电气泄漏的情况下，及时发现漏电，立即切断电源电池和电器(负载)的连接。电动汽车漏电保护电路，包括电源电池、断路器、分压电阻、空心线圈、单簧管、继电器、控制电源、指示灯等。如果电动汽车发生漏电，单簧管、继电器、断路器等将执行一系列动作，从而切断电源电池电源，达到漏电保护效果。该产品结构简单，操作可靠。成本低，实用价值高。能适应电动车，特别是大型电动车的漏电保护。科学、进步1、本产品采用科学发展，一种磁感应特殊开关，即奥克拉利内特，最大的特点是不受外部环境影响，工作可靠，非常稳定；2、本产品体积小，便于安装调试。3、成本低，各部件价格低廉，易于购买和更换。4、接触切断时间比一般产品反应时间快3-5倍。5、实用价值高，能适应电动车，特别是大型电动车的漏电保护。项目3专案名称：高层火灾应急救援系统简介：该项目的基本设想是，在高建筑物欢迎窗表面顶部执行悬臂引导、挂在轨道上的一组吊篮、座舱在悬臂轨道上水平运动的同时上下运行，达到高层建筑的各个窗口，主要由水平运动主体、引导、升降悬停机制、自动结构吊舱、独立电源系统、无线远程控制装置等组成。事故或火灾危险时，地面工作人员远程操作系统，通过系统中包含的救援篮子和设施将被困人员迅速转移到地面，或到达高层建筑的紧急疏散安全区。详细介绍：高层建筑(在这里主要指20层以上)的消防问题一直是全球性的难题。上海发生11.15特大火灾事故，中国高层建筑火灾问题又引起了警惕。目前世界上解决高层建筑火灾问题的主要手段是采用梯子或建筑物本身的消防设备、紧急疏散路线等，但这些措施对于高层建筑的火灾往往是杯水车薪，望着杨兴叹息。该项目的基本设想是：在高建筑物的欢迎窗口面顶部安装悬臂指南、挂在轨道上的篮子组、座舱在悬臂轨道上水平运动的同时上下运行，以使其达到高层建筑的各个窗口，而不影响建筑物的外观，通常安装在高层建筑的顶层隐藏边上。主要由水平运动主体、导向、升降悬停装置、自动结构吊篮、独立电源、无线遥控装置等组成。如果发生事故或火灾危险，地面工作人员可以远程操作高层建筑火灾本身结构系统，到达建筑物的所有楼层和所有窗户，通过系统自身结构座舱和设施迅速到达地面，或到达高层建筑紧急疏散安全区。项目4专案名称：步进电机的单片机智能控制简介：系统包括电源管理模块、STC89C52微控制器、步进电动机驱动器模块、红外避障传感器、黑白线检测传感器、1602液晶屏显示模块和在线调试模块。步进电机使用STC89C52作为主控制芯片，红外避障传感器和黑白线检测传感器协同工作，将收集的数据指示给主控制芯片分析后的步进电机，通过1602液晶显示模块显示汽车的移动和速度。详细介绍：一、硬件电路设计1.1整体设计步进电机智能控制系统由电源管理模块、STC89C52单片机、步进电机模块、红外避障传感器模块、黑白线检测传感器模块、1602液晶显示模块和串行通信模块组成。实现汽车自动发现和自动避障功能，并通过液晶屏显示基本信息。该系统的设计如下：1.电源管理模块设计2。步进电机驱动电路设计；实现单片机的步进电机智能控制；红外传感器检测电路设计，自动避障；检测黑白线条，实现线查找运动；异步串行通信模块设计7。附加功能和辅助电路设计；8.电路板制作、硬件组装、软件编程。1.2电源模块的设计电源由7.2 V镍镉电池供电，如图2所示，1.2.1电源芯片LM7805供电后输出5V电压，分别为单芯片、传感器、液晶接口电路和驱动逻辑部分供电。1.2.2电压调节芯片MIC29302到5V为L298和马达供电(MIC29302是低压高电流驱动的调节芯片的最大峰值电流为3a)。1 . 2 . 3用于调试的备用电池部分1.3主控制器设计这部分是逻辑电路的核心或最小系统部分。这包括使用12M外部晶体频率的晶体电路。重置电路部分将在系统通电后自动重置，以便在程序运行时将系统重置到初始状态。4步进电动机工作原理和技术参数1.4.1工作原理步进电动机工作原理如图2所示，当a相绕组通电时，转子的稳定平衡位置如图4(a)所示。如果转子偏离此位置，例如转子向右偏离一个角度，转子齿的相对位置和作用扭矩的方向1.4.2技术参数1.4.2.1汽车行程近似计算公式：步进电机轴转数=counts*汽车车轮直径*3.14 1.4.2.2汽车速度近似计算公式：速度=行程/时间1.4.2.5步进电动机电气技术参数见表1。表1步进电机电气技术参数产品模型驱动系统驱动电压阶段矩各相电阻相位电感转子齿数相位数SST420D1070 dar灵顿驱动器5.0(VDC)1 . 8 7 . 66.8(MH)50 2 1 . 4 . 2 . 6步进电机机械技术参数见表2。表2步进电动机机械技术参数电动机长度电动机主体宽度螺钉直径轴长度质量力矩惯性矩31毫米0.5毫米0.6毫米0.6毫米55毫米180 (g) 186 (Mn-m) 27 (g-cm) 1.5步进电动机驱动器模块使用L298作为驱动芯片，满足设计要求3通过STC89C52 P1端口生成的八向PWM信号通过L298针l0-L3和r0-R3输入，以调节步进电动机的相应电流。当单芯片P1端口的输出水平较低时，步进电动机与接地传导一致，电动机旋转步进角度。只要P1是根据单、双8克拉的触发器触发的，步进电动机就可以旋转，并反转触发方法以实现步进电动机的反转。P1端口提供了总水平，以实现步进电动机的制动。MCU可以通过更改其IO端口PWM的占空比来调整步进电动机的速度控制。1.6传感器电路设计我们选择光电传感器作为跟踪传感器。如图6所示，发光二极管作为发射管运行，一个感光晶体管作为接收管运行，各有调节距离和灵敏度的微调电阻器。跟踪模块用于识别黑白线条、黑色线条输出高水位、白色线条输出高水位。跟踪模块通常标识0-3厘米的距离。P-RE0、P-RE1和P-RE2是E18-D80NK红外避障传感器。该传感器主要用于障碍物检测的收发集成光电传感器。P_GD0和P_GD1是TK黑白线条检测传感器。这五个传感器通过各自的输出信号线与单芯片微型计算机端口连接，以确定障碍物和检测黑白线。1.7串行通信接口电路设计串行通信接口电路具有将STC89C52与PC的RS-232串行接口连接并进行通信的作用。2.1系统软件设计2.1避障软件的设计系统通电后，初始化STC89C52微控制器端口、相关寄存器等，避障传感器正常工作，LCD准备接收数据，主控制芯片将汽车的里程、时间和速度数字化，并在1602 LCD显示屏上显示为文字。MCU随后将循环P3.2、P3.3、P3.4端口，以确定外部传感器的操作状态并实时反映包装状态。其工作原理如下。左红外传感器连接到单片机的P3.2端口，中红外传感器连接到P3.3端口，右红外传感器连接到P3.4端口。前面没有障碍物时，P3.3端口返回到高水平，汽车向前移动。单芯片P3.3和P3.4端口在前面和左侧有障碍物的情况下返回低水平，车向右转90度。如果汽车前后有障碍物，微控制器P3.3和P3.2端口将返回低水平，汽车将向左旋转90度。单芯片P3.2、P3.3、P3.4端口在前面、左侧和右侧有障碍物的情况下返回到低水平，并翻转180度。2.2跟踪在给某些软件的设计系统供电后，初始化STC89C52微控制器端口、相关寄存器等，跟踪传感器正常工作，液晶屏已准备好接收数据，主控制芯片将轿车数字化为里程表、时间和速度，并在1602液晶屏上显示为文字。然后MCU循环P3.5、P3.6端口以确定外部传感器的操作，右侧光电传感器连接到P3.5端口，左侧传感器连接到P3.6，操作原理如下所述。系统将设置汽车的搜索范围，如果在设置搜索范围时没有黑线，系统将自动扩展搜索范围以查找黑线。找到黑线后，它会自动寻找与起点最近的点，并找到线。进入搜索模式后，当汽车未检测到黑线时，P3.5和P3.6端口保持在较低水平，汽车前进。如果汽车左侧黑白搜索传感器检测到黑线，则P3.6返回到高水平，汽车向左偏转7.2度。如果汽车右侧黑白搜索传感器检测到黑线，则P3.6返回到高水平，汽车向右偏转7.2度。设计、发明的目的和基本理念、创新点、技术关键点和主要技术指标这个项目最大的创新是电源模块的设计。步进电动机型号SST42D1070重量大，功耗大。同时，马达是官能负载，在单或双8位模式下工作，电源上的某些电压可能会波动，影响单片机和传感器的正常运行。在这种情况下，我们故意将强电和弱电部分分开，用LM7805的电压调节器获得的7.2V镍镉电池为单片机、传感器和1602液晶供电。7.2V镍镉电池在MIC29302电压调节后为L298和步进电动机供电，从而提高系统运行的稳定性。创新的第二个方面是添加基于以前硬件设计的异步串行通信模块(MAX232)，从而提高程序调试的灵活性，缩短开发周期。科学、进步这个项目最大的创新是电源模块的设计。步进电动机型号SST42D1070重量大，功耗大。同时，马达是官能负载，在单或双8位模式下工作，电源上的某些电压可能会波动，影响单片机和传感器的正常运行。在这种情况下，我们故意将强电和弱电部分分开，用LM7805的电压调节器获得的7.2V镍镉电池为单片机、传感器和1602液晶供电。7.2V镍镉电池在MIC29302电压调节后为L298和步进电动机供电，从而提高系统运行的稳定性。创新的第二个方面是添加基于以前硬件设计的异步串行通信模块(MAX232)，从而提高程序调试的灵活性，缩短开发周期。项目5专案名称：方便的矿井通风多参数智能检测仪简介：本作品利用超声波速度测量、激光测距、步进电机驱动和温度测量技术，独立开发CPLD高精度超声波、激光飞行间隔测量模块、激光剖面测量技术，直接测量矿井通风温度、风速、破碎区、风量等多种通风参数。该设备使用高性能CPU作为处理核心，存储、读取和设计测量数据，并配备实时显示测量结果的液晶屏，测量精度高，使用方便。详细介绍：使用超声波测速、激光测距、步进电机驱动和温度测量技术的便捷矿井通风多参数智能检测仪创新，独立开发CPLD高精度超声波、激光飞行时间间隔测量模块、激光剖面测量技术、矿井通风温度、风速、阻塞区域、风量等各种通风参数直接测量。本装置采用高性能CPU作为处理核心，存储、读取和设计测量数据，并配备实时显示测量结果的液晶屏。测量精度高，使用方便，智能化测量，集中度高，可以减少矿井风的困难和工作量，提高测量精度，降低矿山企业的生产成本，提高工业和矿山企业的效率，具有广阔的市场前景。设计、发明的目的和基本理念、创新点、技术关键点和主要技术指标发明目的：利用多种测量技术开发方便的矿井通风多参数智能检测仪，直接测量矿井风速、风量、温度、道路破碎区等多种通风参数，提高测量精度，降低测量难度，降低风测量劳动强度，降低工作矿山企业的生产成本，提高工作矿山企业的