汽车雨刮器的自动控制系统设计与实现

1、汽车雨刮器自动控制系统的设计与实现设计概述这种自动刮水器的设计消除了手动操作刮水器的问题，并能自动感应雨量和进行相应的工作。自动刮水器利用雨滴传感器作为检测器来检测降雨量，将检测信号传送给单片机，并在软件的控制下驱动芯片自动调节电机的正反转和旋转频率。本设计采用40针单片机at89s52，采用uln2003an驱动芯片驱动步进电机，克服了电机低频工作时噪声大、振动大的缺点。该设计在一定程度上为驾驶员提供了舒适性和安全性保障，避免了由于驾驶员手动操作雨刷不当而造成的交通安全问题，大大提高了汽车雨刷的全面性和可靠性。在汽车智能刮水系统中，由于两个刮水器电机的转速不能完全相同，因此存在两个刮水器摆动

2、不同步的问题。在分析模糊控制理论和刮水器同步摆动规律的基础上，提出了一种基于模糊控制的智能刮水系统。在该系统中，转速偏差和转速偏差的变化被模糊化为模糊控制器的输入语言变量。根据一套模糊控制规则，选择控制脉宽调制的输出语言变量，采用脉宽调制技术驱动dc电机，使两个刮水器同步摆动。关键词：雨滴传感器；步进电机；单片机；擦拭者汽车雨刮片自动控制系统的设计与实现设计说明自动刮水器的设计在传统手动刮水器的基础上进一步改进。自动雨刮器以雨量传感器为检测器大小感应d级降水，感应信号被送到单片机。通过软件驱动程序控制换向和旋转频率自动调节电机。该设计基于麦克风at89s52的40引脚。即利用uln2003an

3、驱动步进电机驱动芯片设计操作。脉宽调制的斩波驱动模式。从而大大克服了电机工作在低频时的噪音、振动故障。在一定程度上为驾驶员提供舒适和安全的保证，避免因驾驶员手动操作雨刮器不当而造成的交通安全问题。同时也大大提高了汽车雨刷的全面性和可靠性。在汽车智能雨刮系统中，由于工艺问题，两个电机转速不完全相同，存在两个雨刮片同步摆动的问题。本文通过分析模糊控制理论和雨刮器同步摆动规律，提出了一种基于模糊控制的智能汽车雨刮器系统。速度误差及其变化作为模糊稳定变量。根据一组模糊规则，选择输出变量来控制脉宽调制开关。通过这种方式，利用脉宽调制技术驱动dc电机，控制雨刮器同步摆动。关键词：雨量传感器；步进电机；微控

4、制器；风档雨雪刷目录1.导言11.1概述11.2研究背景11.3国内外研究现状21.4研究意义32.总体设计方案42.1自动刮水器控制系统的设计思路42.2设计原则42.3系统组成52.3.1单片机5的比较和选择2 . 3 . 2 stc 12 c5 a 60s 26功能特性概述2.4雨滴传感器的分类82.4.1基于压电振子原理的雨滴传感器82.4.2雨滴传感器的类型92.4.3带光量变化的雨滴传感器92.4.4红外雨滴传感器的原理102.5显示元素选择102.5.1液晶显示器介绍102.5。lcd1602 12的基本参数和引脚功能2.6刮水器电机132 . 6 . 1 13型刮水器电机的编制

5、方法2.6.2减速器14的结构特点6.2.3刮水器电机15控制电路分析3.智能雨刮器18的硬件组成及芯片介绍3.1 stc 89 c52 18的时钟电路和复位电路3.2模数转换电路193.2.1模数转换器0832芯片19介绍3.2.2 adc0832芯片电路213.2液晶电路213.2.1 1602液晶介绍213.2.2液晶屏引脚22的描述3.2.3液晶模块电路223.3雨滴传感器23的电路设计3.4电机控制器24的硬件设计3.5传输模块253.5.1发射管253.5.2由555个定时器组成的多谐振荡器263.6接收模块273.6.1红外线接收管273.6.2带通滤波器284.软件设计294.

6、1编程语言和开发环境294.2智能雨刮器主程序流程图设计294.3雨滴传感器30的流程图设计4.4智能刮水器电机控制流程图设计315.系统调试335.1部件的选择和测量335.2部件的焊接和组装335.3程序刻录345.4 keil操作355.5运行结果356.摘要37确认38参考文献39附录41附录一电路原理图41附录二程序421.介绍1.1概述刮水器是汽车的附件，是汽车安全行驶的重要组成部分。用于消除挡风玻璃、后窗玻璃和前照灯玻璃上的雨、雪和灰尘，以确保玻璃的透明度和透明度。在汽车智能刮水系统中，由于两个刮水器电机的转速不能完全相同，因此存在两个刮水器摆动不同步的问题。在分析模糊控制理论和

7、刮水器同步摆动规律的基础上，提出了一种基于模糊控制的智能刮水系统。在该系统中，转速偏差和转速偏差的变化被模糊化为模糊控制器的输入语言变量。根据一套模糊控制规则，选择控制脉宽调制的输出语言变量，采用脉宽调制技术驱动dc电机，使两个刮水器同步摆动。汽车工业是国民经济发展的支柱产业之一。现代汽车正从简单的交通工具发展到满足人们的需求、安全、节能和环保。为了满足人们对汽车日益增长的需求，汽车r&d和生产机构必然会将越来越多的电子产品引入汽车，智能控制系统已经成为汽车创新的主要内容。1.2研究背景随着当今社会经济的快速发展，人们对汽车性能的追求也在不断提高。随着汽车制造业的不断创新，越来越多的自动控制系

8、统安装在汽车上，增加了汽车的安全性和舒适性。据统计，雨天开车时，雨刷操作不当造成的交通事故占世界的6%之多。所有自动刮水器系统的安装对汽车来说非常重要。本发明避免了驾驶员手动调节雨刷的麻烦，有效提高了雨天驾驶的安全性和可靠性；同时，它还避免了因路边的水溅到挡风玻璃上而引起的司机恐慌的交通事故。刮水器是汽车的附件，是汽车安全行驶的重要组成部分。用于消除挡风玻璃、后窗玻璃和前照灯玻璃上的雨、雪、灰尘和水泥，以确保玻璃的透明度和透明度。电动雨刮器的第一个发明者是德国博世公司，博世将其作为“博世最年轻的产品”添加到博世的产品系列中。从那以后，婴儿逐渐长大，从一个简单的雨刮片到21世纪初的挡风玻璃之星无

9、框雨刮器。在汽车的驾驶历史上，解决清洗挡风玻璃的问题起步较晚。汽车已经从平车发展到全天候驾驶。最大的技术变革是在第二次世界大战之后，伴随着大规模机器的出现。挡风玻璃清洗器、间歇开关、后窗刮水器和可加热洒水装置确保视野清晰和安全驾驶。随着其他技术创新，如雨滴传感器、可变刮水器臂和刮水器，刮水范围扩大，刮水器成为一个复杂的系统。1.3国内外研究现状国内外许多汽车制造商基于雨量传感器的自动刮水控制系统要么价格昂贵，要么不完善、不灵敏。目前，雨量传感器检测到的雨量信号主要转化为电信号，然后传输到单片机，由软件控制电机驱动芯片驱动电机转动。目前市场上大多数雨量传感器分为以下两种类型：电阻电压变化和光强变

10、化的传感器与各种信号控制器连接，控制刮水器电机的转动。前者是将传感器直接安装在汽车挡风玻璃的外面，雨滴直接落在传感器上来感应降雨量；后者安装在挡风玻璃内侧，通过照明引起的折射强度变化来检测降雨量。由于汽车刮水器的主要功能是刮掉挡风玻璃上的水渍和污垢，并为驾驶员提供清晰的视野，因此自动刮水系统是一种必要的安全设备。主动安全系统是每个汽车系统工程师的目标之一，雨刷系统是每个汽车确保挡风玻璃清晰的唯一选择。然而，这次设计的自动雨刷是所有汽车制造商的发展方向。刮水器组件包括电机、减速器、四连杆机构、刮水器臂轴、水悬挂组件等。当驾驶员按下刮水器开关时，电机启动，电机的转速通过蜗轮的减速和扭矩增加来驱动摆

11、臂。摆臂驱动四连杆机构和四连杆机构，驱动安装在前面板上的转轴左右摆动。最后，旋转轴驱动雨刮片扫过挡风玻璃。雨刷有很多种，分为顶部、底部、侧面、前部和后部、内部和外部等。根据刮水器的范围，有局部刮水器、整体刮水器、单面刮水器和双面刮水器；根据运动方式，有左右摆动的四杆机构，导轨直线运动和圆弧运动；根据生产材料，有普通黑色胶体擦拭布，透明塑料擦拭布和磁性擦拭布。目前，带有曲柄连杆机构的黑色胶体刮水器在汽车上应用广泛。国外汽车电动刮水器的性能要求；1.持久性1975年由美国标准saej903b推荐(1)组件耐久性试验(2)刮刀耐久性试验(3)橡胶板耐久性试验1976年由日本标准jisd5710推荐(

12、1)橡胶板耐久性试验(2)总成耐久性试验后，摇臂的压力变化应在试验前的15%以内，不应有明显的松弛、松动(配合、间隙等)。)或摇臂和雨刮片各部分的其他有害缺陷。2.力量表现1975年由美国标准saej903b推荐刮削时，将摇臂阻挡15秒钟，测试后摇臂仍应正常工作。3.刷子刮擦性能1975年由美国标准saej903b推荐耐久性试验后，刷洗性能仍应达到75%。4.刮擦频率(1)美国文学介绍了1-20秒的刮擦周期(2)法国文献介绍刮削频率为12-40次/分钟(3)3秒的间隔在美国文学中更常见(4)在英国文献中引入它是为了适应极端的毛毛雨，并且频率和间隔可以独立控制。(5)美国文献介绍，在倾盆大雨期间

13、，擦拭频率可高达80次/分钟。如果频率高于上述频率，刮水器将漂浮在挡风玻璃上，这将破坏刮水器的性能。1.4研究意义据统计，全世界雨天行车事故中，有7%是由司机手动操作雨刷造成的。如今，越来越多的传感器被安装在汽车上，以增加主动和被动安全性。采用雨滴感应式自动雨刷控制系统，可以使驾驶员避免手动操作雨刷的麻烦，有效提高雨天驾驶的安全性。如果汽车有雨滴传感器，司机不需要调整雨刷设置来快速停止雨刷片的移动或获得更好的视角。在潮湿的路面上驾驶时，司机不需要打开雨刷，这样司机就可以专心驾驶。2.总体设计方案现在开发的雨滴检测刮水器将雨滴传感器检测到的降雨转变成电信号，并控制雨滴传感器的动作该设计的总体思路是：利用雨滴传感器感应降雨量，将感应信号发送给单片机系统，然后通过软件根据相应的环境控制刮水器电机不同的转动。例如，当检测到小雨量时，电机以小雨模式工作(电机旋转10秒，然后继续旋转)；当检测到中雨时，启动中雨运行模式(电机旋转一次，前后停止5秒钟后继续工作)；当检测到暴雨时，暴雨运行模式启动(电机连续来回旋转)。设