2021年全国大学生电子设计竞赛F题《帆板控制系
统设计报告》
一、系统框图本次实验利用MSP430单片机接收由SCA61T倾角传感器对帆板转角进行实时检测的角度数据控制风扇风力的大小使帆板稳定在固定的角度上并通过液晶实现数字显示帆板角度。（本设计的硬件实物图见附录一），系统总体结构框图如下：按键MSP430单片机声光提示液晶显示风扇帆板传感器二、方案论证1、风扇驱动选择：方案一：采用台式计算机散热风扇，该风扇的额定电压为5V，实验过程中发现它的风力太小，不易控制，且不足以吹动帆板转动所要求的角度。故选择放弃该方案。方案二：采用步进电机作为风扇驱动，因为每转过一个步距角的实际值与理论值存在着误差，不同运行拍数其值不同，四拍运行时应在5之内，八拍运行时应在15以内。因此步进电机的转速很难精准的确定下来，因此，若选择该方案的话，对后面角度的计算将产生很大误差，故选择放弃该方案。方案三：采用外转子无刷电机作为风扇驱动，外转子无刷电机转速的可控性强，从每分钟几转到每分钟几万转都可以很容易实现，而且变速平稳、转速稳定、转速的线性度好。外转子无刷电机的转动可以通过软件编程调整它的转速，而且外转子无刷电机带动风扇转动的风力
f大，实验过程中，发现它的风量完全足以使帆板转动题目所要求的最大角度，而且
帆板转过一定角度后，稳定度也比较高。故选择采用这种方案，来完成风扇控制系统。
2、帆板材料选择：方案一：采用轻质木板作为帆板，实验过程中，轻质木板只能勉强达到题目要求的60度，而且采用轻质木板，不便于装配倾角传感器。故放弃该方案。方案二：采用纸板作为帆板，虽然具有取材便利和装配SCA61T倾角传感器方便的优势，但实验过程中，发现纸板质量太轻，转过的角度很难稳定住，故选择放弃该方案。方案三：采用塑料膜板，实验过程中，发现它完全能达到题目要求的最大角度60度，而且转过的角度稳定度也高，也能很好的解决如何装配SCA61T倾角传感器的问题。故选择采用该方案。3、电源控制器件选择：方案一：采用三端稳压器7805，作为电源驱动外转子无刷电机控制器件，虽然也能完成实验的各项要求。但从电路的简单化、稳定性方面考虑，故放弃该方案。方案二：采用TI公司的LM317，LM317的输出电压范围是12V至37V，负载电流最大为15A。而且它的使用非常简单，仅需两个外界电阻来设置输出电压。此外，它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。因此选择LM317作r