基于ESP32的竞赛裁判系统功能调试-硬件修改建议

Posted 2021-06-28 卓晴

简 介： 基于前面对于基于ESP32比赛系统的第一版本的调试，给出了在硬件方面的修改意见，便于应用到未来的智能车竞赛比赛中去。

关键词： 智能车竞赛，ESP32，比赛系统

 

§01 基于ESP32裁判系统

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在 AI视觉组基于ESP32的裁判系统第一版本设计要求 给出了对于 第十六届智能车竞赛 的裁判系统硬件要求。并进行了前期的硬件和软件功能测试。具体的工作参见如下：

• 基于ESP32智能车竞赛比赛系统硬件初步调试-5-6
• 基于ESP32的竞赛裁判系统功能调试-计时线圈功能
• 基于ESP32的竞赛裁判系统功能调试-光电条检测板
• 基于ESP32的竞赛裁判系统功能调试-激光信号调试
• 基于ESP32的竞赛裁判系统功能调试-与微机通讯

根据前面调试的结果，将对于裁判系统的硬件修改的要求总结如下。

1、ESP32模块硬件修改

（1）USB串口调整

将原来使用的ESP32串口UART1修改为UART2。主要原因是使用UART1造成MicroPython程序出现核心错误，具体原因不详。但是修改之后便可以解决，并且通过了最后测试。

具体修改方案：

• 将原来的 R14，D2去掉。
• 将原来的RXD1，TXD1修改为RXD2，TXD2。

^{▲ 图1.1 将RXD1,TXD1修改为RXD2,TXD2}

（2）修改SW1

将SW1中原来的TXD2修改为GPIO19。

^{▲ 图1.2 将SW1中的TXD2修改为GPIO19}

（3）修改T1封装

Speaker的驱动T1（NPN）的封装错误。原来所使用的SOT-23的管脚定义与表贴的8050的管脚不匹配。

^{▲ 图1.3 SPEAKER的驱动T1封装错误}

（4）增加光电检测板接口

在主控板上增加两个光电板的接口。每个接口都是PIN3，分别为+5V,GND， 以及信号输出。两个光电板的信号通过C01,C02耦合到线圈输入端口。接口的定义参见【图2.1】。

^{▲ 图1.4 主控板增加两个光电板的接口}

（5）将激光，BPLED端口合并

根据后面【1-3】中对于AI目标板的修改，将原来的激光、BPLED两个端口合并成一个接口。

^{▲ 图1.5 将激光、BPLED的接口合并成一个接口}

（6）将VGRTNG插座距离SW1远一些

将SW1，线圈1的插座原理VGRTNG1mm，便于将ESP32调试程序下载。

^{▲ 图1.6 将VGRTNG插座距离SW1稍微远一些}

^{▲ 图1.7 移动SW1，线圈1距离VGRTNG远1mm}

2、光电检测条

由于线圈放大电路增益很大，所以在光电板上对于电流放大倍数就需要降低了。修改如下：

• 将原来的达林顿三极管更换成NPN三极管，使用8050替代；
• 将原来达林顿集电极电阻更换为100k欧姆。

^{▲ 图2.1 修改光电板的放大电路}

3、修改AI识别目标板

（1）激光检测与BPLED板合二为一

从尺寸上建议参考逐飞的结构，做到兼容。这样可以保证在比赛现场两种可以相互的备份。将原来的激光接收板与蜂鸣器，LED板合二为一。

• 视觉板的尺寸为12厘米×12厘米。在上面部署两个大型LED（绿色，红色）以及一个蜂鸣器。
• 在目标板的中心固定光电检测传感器1， 四周固定四个光电传感器。
• 定义接口为一个接口：将 原来的BPLED，激光端口合二为一。参见【图1.5】

^{▲ 图2.2 逐飞视觉板结构}

^{▲ 图2.3 SP-1CL3光电传感器}

（2）指示LED管脚间距错误

指示板上的LED的管脚间距不是100mil，LED按不下去。建议将LED的管脚的间距修改成与LED的封装间距已知， 100mil 。

^{▲ 图2.4 将LED的管脚间距修改为100mil}

 

※ 修改总结 ※

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基于前面对于基于ESP32比赛系统的第一版本的调试，给出了在硬件方面的修改意见，便于应用到未来的智能车竞赛比赛中去。

▓ 补充说明：

今天（2021-06-15）龙邱发送过来的他们修改后的电路板3D图片进行检查。

^{▲ 图3.1 修改后的主板}

^{▲ 图3.2 修改后的目标板}

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■ 相关文献链接:

• AI视觉组基于ESP32的裁判系统第一版本设计要求
• 第十六届全国大学智能汽车竞赛竞速比赛规则
• 基于ESP32智能车竞赛比赛系统硬件初步调试-5-6
• 基于ESP32的竞赛裁判系统功能调试-计时线圈功能
• 基于ESP32的竞赛裁判系统功能调试-光电条检测板
• 基于ESP32的竞赛裁判系统功能调试-激光信号调试
• 基于ESP32的竞赛裁判系统功能调试-与微机通讯

● 相关图表链接:

• 图1.1 将RXD1,TXD1修改为RXD2,TXD2
• 图1.2 将SW1中的TXD2修改为GPIO19
• 图1.3 SPEAKER的驱动T1封装错误
• 图1.4 主控板增加两个光电板的接口
• 图1.5 将激光、BPLED的接口合并成一个接口
• 图1.6 将VGRTNG插座距离SW1稍微远一些
• 图1.7 移动SW1，线圈1距离VGRTNG远1mm
• 图2.1 修改光电板的放大电路
• 图2.2 逐飞视觉板结构
• 图2.3 SP-1CL3光电传感器
• 图2.4 将LED的管脚间距修改为100mil
• 图3.1 修改后的主板
• 图3.2 修改后的目标板