FastBond2阶段1-基于ESP32的掌上飞机
掌上飞机作为一种在手掌上飞行的飞机,与其余飞机不同,它具有体积小,垂直上升和下降更加灵敏,结构简单,好控制,也可以用于执行一些特殊的高空作业。
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嵌入式系统
看风景的人
更新2023-11-22
重庆电力高等专科学校
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一、项目思路

科技在我们日常生活中已经是随处可见了,我目前想到了一个帐上飞机的项目,他具有飞行稳定、高度机动性和便携性等特点。掌上飞机在军事、民用、娱乐等领域具有广泛的应用前景。

二、方案框图

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本阶段要求,这次使用得捷的Scheme-it来设计框图,快捷了许多,后续继续努力!
本项目的主要框图,得捷网站链接如下:

https://www.digikey.cn/schemeit/project/detail/5f9c9242a9f34b618b2ba74c9a058fe4

框图介绍:用超声波判断距离ESP32控制电机的转动红外对管判断飞行方向

三、主要元件:

ESP32S3乐鑫

红外对管:TCRT5000

超声波传感器:HC-SR04

电机:直流无刷电机

主控芯片:ESP32S3 乐鑫

ESP32-S3 是一款集成2.4GHzWi-Fi和Bluetooth5(LE)的MCU芯片 , 支持远距离模式(Long Range)。ESP32-S3搭载Xtensa@32位LX7双核处理器,主频高达240 MHz,内置512KB SRAM(TCM),具有45个可编程GPIO 管脚和丰富的通信接口。ESP32-S3支持更大容量的高速Octal SPI flash和片外RAM,支持用户配置数据缓存与指令缓存。
ESP32-S3芯片具有行业领先的低功耗性能和射频性能,支持WiFi IEEE802.11b/g/n协议和Bluetooth5 。该芯片搭载Xtensa-R32位LX7 双核处理器,工作频率高达240 MHz。支持二次开发,无需使用其它微控制器或处理器。芯片内置512KB SRAM ,384KBROM , 16KBRTC SRAM。芯片支持多种低功耗工作状态,能够满足各种应用场景的功耗需求。芯片所特有的精细时钟门控功能、动态电压时钟频率调节功能、射频输出功率可调节功能等特性,可以实现通信距离、通信速率和功耗之间的最佳平衡。
模组提供丰富的外设接口,包括UART ,PWM , SPI , I2S, I2C,ADC , LCD, DVP,RMT(TX/RX),脉冲计数器, USB OTG , USB Serial/JTAG , SDIO , DMA 控制器, TWAI控制器,温度传感器,电容式传感器和多个IO口。
模块具有多种特有的硬件安全机制。硬件加密加速器支持AES、SHA 和RSA算法。其中的RNG、HMAC和数字签名(Digital Signature)模块提供了更多安全性能。其他安全特性还包括Flash加密和安全启动(secure boot)签名验证等。完善的安全机制使芯片能够完美地应用于各种加密产品。模块支持低功耗蓝牙:Bluetooth5 , Bluetoothmesh 。蓝牙速率支持:125Kbps,500Kbps,1Mbps,2Mbps。支持广播扩展,多广播,信道选择。
支持蓝牙和WIFI,就意味着可以进行很多的无线连接;同时乐鑫提供了大量的开源库,包括语音识别Skainet,可以方便的进行后期扩展。

红外对管:TCRT5000

1.红外遥控:红外对管可以接收来自遥控器等设备发射的红外信号,将其转换为电信号,以实现遥控功能,如控制电视、空调、音响等家电设备。

2.红外测距:红外对管可以用于测量物体与其之间的距离。通过发射一束红外光束,并接收被物体反射回来的红外光信号,根据接收到的信号强度来计算物体与传感器之间的距离。

3.红外感应:红外对管可以用于检测物体的存在或运动。当有物体进入红外对管所辐射的红外光束范围内时,红外对管会接收到物体反射回来的红外光信号,从而触发相应的动作或报警。

红外通信:红外对管可以作为红外通信的接收器件。通过发送和接收红外光信号,可以实现相对短距离的无线通信,如红外线遥控器、红外线数据传输等。

超声波传感器:HC-SR04

1.时间差测距型传感器:基于测量超声波信号的往返时间来计算距离。 传感器发射超声波信号后,通过测量接收到的反射信号的时间差,可以计算出目标物体与传感器之间的距离。 这种传感器常用于精确距离测量和定位应用。

2.回波幅度测距型传感器:通过测量超声波信号的回波幅度变化来估计距离。 传感器发射超声波信号后,接收到的反射信号的强度或幅度会受到目标物体的性质、形状和距离的影响。 传感器通过分析接收信号的幅度变化来估计目标物体与传感器之间的距离。 这种传感器常用于检测和分类应用,如物体识别、表面质量评估等。

3.超声波传感器在生产实践的不同方面,而医学应用是其最主要的应用之一,下面以医学为例子说明超声波传感技术的应用。超声波在医学上的应用主要是诊断疾病,它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法。超声波诊断的优点是:对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等。因而推广容易,受到医务工作者和患者的欢迎。超声波诊断可以基于不同的医学原理,我们来看看其中有代表性的一种所谓的A型方法。这个方法是利用超声波的反射。当超声波在人体组织中传播遇到两层声抗阻不同的介质界面时,在该界面就产生反射回声。每遇到一个反射面时,回声在示波器的屏幕上显示出来,而两个界面的阻抗差值也决定了回声的振幅的高低。

四、电路图

后续呈上,次序更新。

五、心得体会

通过这次FastBond2阶段1,我想到了这样的一个创新项目,可以让飞机在手掌上飞行,它的邻域也非常广泛,可以在农业、救援和科学研究等领域进一步拓展应用。后续会继续加油,画出原理图,做出实物。

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掌上飞机
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