智能投篮训练器的设计-第04章 智能投篮训练器的设计实践

第04章智能投篮训练器的设计实践

4.1 设计目标

在前面的理论与调查分析指导下，结合用户的需求，以智能轨迹小车技术理论为基础，以用户体验为设计的核心，展开创新设计，从而设计出一款可以满足用户要求的智能投篮训练器。

4.2 设计定位

本次的设计定位主要针对热爱篮球，并对篮球训练有需求的年轻篮球爱好者。产品的主要特点是智能化，为了满足现在人们对简洁，效率的追求，从而在外形和功能上都对用户的需求做出相应。

4.3 整体设计方案

这部智能投篮训练器通过红外传感器对人的位置信息进行捕捉，然后通过单片机的计算，控制两个直流电机的工作状态，使得机器向训练者的方向追踪移动，同时机器的摇杆会根据人的运动，对人做出反应，从而实现了模拟训练对手，辅助投篮训练的目的。

4.3.1 产品设计步骤

(1)根据设计要求，绘制产品的外形草图。

(2)根据草图，由三维软件进行造模。

(3)将模型进行渲染，得出效果图。

(4)绘制产品的结构图。

(5)对产品的硬件和软件进行设计。

4.3.2 系统的基本组成

这款智能投篮训练器的主要组成结构有外壳，STC89C52单片机，直流电机，L298N 驱动模块，蓄电池，阻挠摇杆等部分。下图4.1是系统的组成结构图解。

图4.1 系统的组成结构图

单片机：采用STC89C52单片机，这款单片机有着8位的CPU和很好的兼容性。不仅如此，这款单片机成本比较低，具有比较高的性价比。它体验资格512的字节数据存储空间和8k字节的程序存储空间，并可以之借使用串口下载。

红外传感器：采用了TCRT5000型号的红外反射型的光电传感器。这款传感器这主要有着发射端，接收端两个部分。首先是发射红外线光束，然后再对反射回来的光线进行接受，根据光纤的强弱对物体的位置进行判断。最后将信号输入单片机，判断运动轨迹。

电机驱动：采用了L298N作为电机驱动模块。L298N是ST公司比较具有代表性的一款产品，它具有着高电压，大电流的特点，最高的电压可以达到46V，工作时的电流一般为2A,额定的功率为25W，可以控制两个直流电机。可以通过单片机对L298N进行控制，满足了智能投篮训练器的设计需求。

电机:选用双直流电机，和异步电机相比较而言，直流电机更容易控制。只需要在电机的两端加上适当的电压差，就会使电机产生电流，从而运动。而且电机的传动速度与电压差的大小直接成正比。电压差越大，电机的功率也就越高。