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【wifi小车教程硬件篇】wifi小车最基础的硬件及模块

 昵称29273511 2015-12-05

古语曰“工欲善其事,必先利其器;器欲尽其用,必先得其法。”


所谓最基础的硬件结构,或者应该称作为标配。应该是包含单片机最小系统(以51系列为例),电机驱动器(l298n为例),电源降压模块(lm2596)以及wifi摄像头模组(wr703n为例)。


单片机控制器是wifi小车的大脑,里面会烧写入小车的控制程序。自己diy为了方便跟换小车的主控芯片,通常使用单片机均采用 40Pin 封装的双列直接 DIP 结构, 40 个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根, 4 组 8 位共 32 个 I/O 口, P3 口引脚有不同的复用功能。现在我们对这些引脚的功能加以说明: Pin20:接地脚。 Pin40:正电源脚,正常工作或对片内 ROM 烧写程序时,接+5V 电源。 STC51单片机电源允许的误差范围为 4.5V~5.5V。最小系统既是能够使单片机工作起来的最简电路结构。通常情况下除了为单片机 20、 40 引脚供电外,还需要外加 2~12M 的晶振构成时钟电路以及在第 9 引脚连接的复位电路。这样简单的外围电路既可以让芯片工作起来,也是我们要做智能车的第一步,最小系统如图。


机驱动器是驱动wifi小车电机的主要模块,目前最常使用的驱动芯片应该是L298N。L298N 是一种双H桥电机驱动芯片,其中每个H桥可以提供2A的电流,功率部分的供电电压范围是2.5-48v,逻辑部分5v供电,接受5vTTL电平。一般情况下,功率部分的电压应大于6V否则芯片可能不能正常工作。H桥是一种典型的直流电机驱动电路,工作原理可以使用如下图所示。


正常未工作状态


正向工作状态


反向工作状态

从这三个图示可以清楚的明白,为什么L298n能够驱动双电机了。然而L298n其驱动能力还是有限,涉及到大功率电机则需要搭建新的驱动电路或者换其他驱动芯片,当然我们做简单wifi小车,L298n还是足够了。

电源降压模块是整个wifi小车的供电核心部分,一般的巡线壁障类小车使用lm7805也就差不多了,而这里为什么要使用LM2596?首先一点可以为小车提供足够动力,LM2596能够输出3A电流,能够满足驱动模块及单片机控制核心板的供电,其次我们需要使用的wifi模块也需要有足够的功率来保证其稳定性,最后也能够满足你想添加的其他模块供电需求。


LM2596

wifi摄像头模组,wifi小车名称的由来就是它了。其由两部分组成,一个是具备能够运行openwrt的模块(wr703n),另外一个是能够在linux中被驱动的摄像头(最好是MJPG硬件解码)。实现wifi小车只是在openwrt系统上安装两个软件包,就像在windows系统上面安装两个软件一样简单。一个是ser2net,顾名思义串行数据与网络数据的双向传输软件,通信基于TCP协议。wifi小车的控制以及数据的传输就是通过这个软件,上位机与模块建立连接并发送数据到模块然后转发至模块串口与单片机通讯,这就是整个控制的通道。另外一个是Mjpg-streamer,将图片转换成数据流传输的软件,由摄像采集mpjg图像数据通过openwrt系统中mjpg-streamer转换输出。因此无论是在手机或者PC上查看远程图像都是来自这个图像流,所以在上位机编程中实际上也就是解析这个数据流而已。

703N路由器

摄像头


了解完这些模块后,就可以开始动手组装调试了,在下次教程将调试单片机串口


注:图片来自网络


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