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小型遥控转台系统设计

  器上简单按键的操作既可使远处摄像头瞄准不同角度的目标,又同时进行实时取景。文中详细阐述了系统的组成原理和软硬件设计,经过实际验证该系统具有可扩展性好、成本低廉、性能稳定的特点。

  在云台或摄像头等微型转台的民用或商用系统中,需要根据被监控目标的方向对转台作出快速旋转等操作,并要求其响应速度快并且稳定。因此系统设计应用了Silicon公司的C8051F020单片机为控制核心,集成功率芯片驱动直流减速电机推动小型转台,使具有远端遥控操作简易,体积小,成本低,可靠性高等优点,是一款高集成度,电机传动系统控制小型的伺服系统。

  整个系统南两部分组成:云台驱动执行机构和操作控制器,分别如图1和图2所示。为了设计和调试统一、简单,两部分都采用了C8051系列单片机为控制核心,转台速度采用旋钮变位器控制,通过模拟量采集获取转台旋转方向和速度信号。转台驱动执行机构采用直流减速电机,通过12 V电池供电,其他控制电路可由12 V变换为需要的5 V或3.3 V电压信号。电机选用额定电压为12 V的MAXON直流有刷电机,自带减速机构,并且尾部同轴安装了精密多圈变位器,用于反馈转动位置信号。电机功率驱动芯片应用了美国国家半导体公司(NS)推出的专用于直流电动机驱动的H桥器件LMD18200。它广泛应用于打印机、机器人和各种自动化控制领域。

  无线芯片作为核心收发器件,利用nRF403芯片和C8051F120单片机的简单接口完成无线是一个单片RF收发芯片,具有FSK调制和解调能力,抗干扰能力强,适合工业控制。电机传动系统控制其主要性能指标为:

  整个电路分为控制电路、驱动电路和无线接收三个功能部分。以C8051系列单片机为控制核心,而电机驱动部分采用LMD18200,它可以与单片机、直流电机和多圈变位器构成一个完整的运动控制系统。整个驱动执行机构由12V电池供电,电机传动系统控制经隔离电源转换成5 V和3.3 V电源,为单片机和无线收发电路供电。控制电路、无线接收与驱动电路的信号用光耦隔离,保证了系统的稳定性和可靠性。

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