电子设计大赛设计报告

1、2011全国大学生电子设计竞赛设计与总结报告课题：基于自由摆的平板控制系统b题参加学校：上海海事大学参加学生：李飞龙刘洋生钱维舜参赛时间：2011/8/31摘要：本文主要介绍了利用模拟电子技术的角度检测，周期测量，电机控制系统。该系统通过使用一个线性 可变电位器的电阻值变化来对电圧进行分配，同时通过正负电圧的区别带动宵 流电机正转反转并且控制角 度。关键词：白由摆、角度检测、电机控制abstract:this paper introduces a method based on analog electronic technology which can do angle detection,

2、 periodic mcasurcmcnt and motor control. in this system, a lincar variable potcntiometer can be used to distribute the voltage by means of transform the resistance meanwhile, the difference of plus-minus voltage can control the motor to move forward or inversion in right angle the test result claims

3、 thatkeywords:free dendulum、angle deieclion、molor conuol目录一、总体方案3二、方案论证与选择31、电机的选择：32、是否选择单片机： 33、摆件与支架的选择：3三、硬件设计4主要芯片:42、供电方式：43、主要电路：4四、理论分析与计算4五、结束语5参考文献5一、总体方案整个电路系统区分为监测、控制两个部分。首先将线性可变电位器安装在转轴上，使转轴转动时电位 器随着转轴一同转动，由此电位器对电压进行分配。经过差分放大器处理后，送给电机。以平衡时为分界 点，电压増大时正转，电压减小时倒转。总体设计模块如图所示。、方案论证与选择k电机的选择：

4、方案一：采用步进电机。步进电机转角椿确，扭矩大，但转速较慢，且控制较为复杂。方案二：采用直流电机。直流电机控制不如步进电机精确，但是其速度快，体积小，并且更容易控制。考虑题目的耍求，为了舍去步进电机需要通过单片机进行编程的麻烦，为了控制上的方便，故采用直 流电机驱动。2、是否选择单片机：方案一：选择单片机。单片机优势在于集成度高、体积小、重量轻、价格便宜、可靠性高、处理能力 强、速度快。但其入门难度高，编程麻烦，因故对于广大初学者而言不适宜采用。方案二：不选择单片机。不选择单片机的虽然抛弃了单片机带来的一系列便捷，却也绕过了在单片机 使用阶段发生错误的可能。考虑实际情况，为了避免在单片机编程时

5、发生错误，故不选择单片机设计系统。3、摆件与支架的选择：方案一：使用pvc水管进行剪裁与搭建。pvc水管硕度高，搭建z后安全牢i古i。但缺点是水管的圆柱 形结构对加工的要求较高，难以进行高强度的改造，切且成木较高方案二：使用硕质塑料板进行剪裁与搭建。硕质塑料板结构简单，易于改造。且哽度与韧性颇为不错， 成木也较低。综合考虑方案一、二，为了便于加工，故采用硬质塑料板搭造摆件与支架。三、硬件设计1、主要芯片：tda2009是一种较为常见的且价格实愿的高保真功放集成块。额定功率为2x10w,电源电压为828v。最大输出电流为3.5a。具有过热保护电路。(2x10w, thd-0.5%)o基于以上原因

6、，采用tda2009作为本系 统的主要芯片。2、供电方式：方案一：采用1节4. 2v可充电式锂电池给直流电机供电。锂电池的电量比较足，可以充电，能重复利 用，但是成本较高。方案二：釆用4节1.5v干电池供电，电压达到6v。干电池虽电量较小，不易充电，但成本较低。综上，选取方案二为供电方式。3、主要电路:图a四、理论分析与计算首先，我们希望通过实验，能够得到转动角度耳电压z间的关系。经过试验测得数据见如卞表格:左垂直右角度/度9060200306090电压/伏2.001.320.660-0.61-1.29-1.90通过以上实验数拥，可推测得转动角度与电压之间的关系应大致满足下图（单位v）：-1. 305通过以上资料，计算得所需电阻值需满足以下条件:r1=r2=r5=r6, r3=r4, ->10五、结束语综上所述，木次设计的系统基木上完成了竞赛题目所订的基木要求。在整个设计过程屮，我们小组分 工明确，始终关注着系统的稳定性。只是在发挥部分上稍显不足，令人遗憾c这是我们这个团队第一次合作共同完成一个项目，虽然在过程中有着种种的艰难与困苦，但最终我们 都本着决不放弃的粋神一一克服。希望能够在未来的努力中，我们的团队可以更加团结，达到更加完美的 地步。参考文献清华大学电子学教研组编 杨素行主编