循迹小车的设计与制作毕业设计论文

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寻迹小车智能控制系统的设计与制作毕业论文

寻迹小车智能控制系统的设计与制作毕业论文

毕业设计(论文)任务书题目寻迹小车智能控制系统的设计与制作主要容、基本要求、主要参考资料等:1、主要容1)利用摄像头采集道路行车线基本信息;2)分析车体的空间位置;3)提出车速控制及优化方案;4)舵机调节控制方案的设计与实现。

2、基本要求设计四轮小车自动行驶方案,优化道路边线自动识别算法及基本调速方案,完成实物制作。

3、参考资料[1] 工程学院本科毕业设计管理规。

[2] 佳. 智能小车的避障及路径规划[D].东南大学,2005.[3] 毛建国,顾筠.移动机器人避障规划的一种实现方法[J].工学院学报(自然科学版);2009,(09):213-216.[4] 史久根,徐胜生. 基于文化粒子群算法的机器人路径规划算[C].2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集,2011。

完成期限:指导教师签名:专业负责人签名:年月日目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 智能循迹小车概述 (1)1.1.1 循迹小车的发展历程回顾 (1)1.1.2 智能循迹分类 (2)1.1.3 智能循迹小车的应用 (3)1.2 智能循迹小车研究中的关键技术 (4)2总体设计方案 (5)2.1 整体设计方案 (5)2.1.1 无线遥控器的设计方案 (5)2.1.2 循迹小车的设计方案 (6)2.2 系统设计步骤 (6)2.3 确定整体控制系统方案 (7)3 系统的硬件设计 (8)3.1 单片机电路 (8)3.1.1 单片机的简介 (8)3.1.2 单片机的主要特点 (9)3.2 路径检测模块 (10)3.2.1 TSL1401线性CCD简介 (10)3.2.2 线性CCD的主要工作原理 (11)3.2.3 环境光影响问题 (11)3.3 无线模块 (12)3.3.1 无线NRF24L01简介 (12)3.3.2 无线NRF24L01的工作原理 (13)3.4 避障模块 (15)3.4.1 超声波HC-SR04简介 (15)3.4.2 超声波的主要工作原理 (15)3.5 显示模块 (17)3.5.1 NOKIA5110液晶显示简介 (17)3.5.2 液晶的主要工作原理 (18)3.6 电机驱动电路 (19)3.7 红外测速电路 (22)4 系统的软件设计 (24)4.1 程序设计框图 (24)4.2 AD程序 (25)4.3 nokia5110程序 (27)4.4 NRF24L01无线程序 (30)4.5 TSL1401线性CCD程序 (31)4.6 超声波HC_SR04程序 (32)4.7 电机驱动程序 (33)5 制作安装与调试 (35)5.1 小车的安装 (35)5.2 小车的调试 (35)5.3 智能小车的功能 (36)结束语 (37)致 (38)参考文献 (39)附录一小车循迹控制系统原理图 (40)附录二无线遥控器原理图 (41)附录三部分程序代码 (42)寻迹小车智能控制系统的设计与制作摘要本文论述了基于单片机的智能循迹小车的控制过程。

《2024年自循迹智能小车控制系统的设计与实现》范文

《2024年自循迹智能小车控制系统的设计与实现》范文

《自循迹智能小车控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着人工智能与自动控制技术的快速发展,智能小车已经广泛应用于各种领域,如物流配送、环境监测、智能家居等。

本文将详细介绍一种自循迹智能小车控制系统的设计与实现过程,该系统能够根据预设路径实现自主循迹、避障及精确控制。

二、系统设计(一)系统概述自循迹智能小车控制系统主要由控制系统硬件、传感器模块、电机驱动模块等组成。

其中,控制系统硬件采用高性能单片机或微处理器作为主控芯片,实现对小车的控制。

传感器模块包括超声波测距传感器、红外线测距传感器等,用于感知周围环境并实时传输数据给主控芯片。

电机驱动模块负责驱动小车行驶。

(二)硬件设计1. 主控芯片:采用高性能单片机或微处理器,具备高精度计算能力、实时响应和良好的可扩展性。

2. 传感器模块:包括超声波测距传感器和红外线测距传感器。

超声波测距传感器用于测量小车与障碍物之间的距离,红外线测距传感器用于检测小车行驶路径上的标志线。

3. 电机驱动模块:采用直流电机和电机驱动器,实现对小车的精确控制。

4. 电源模块:为整个系统提供稳定的电源供应。

(三)软件设计1. 控制系统软件采用模块化设计,包括主控程序、传感器数据处理程序、电机控制程序等。

2. 主控程序负责整个系统的协调与控制,根据传感器数据实时调整小车的行驶状态。

3. 传感器数据处理程序负责对传感器数据进行处理和分析,包括距离测量、方向判断等。

4. 电机控制程序根据主控程序的指令,控制电机的运转,实现小车的精确控制。

(四)系统实现根据设计需求,通过电路设计与焊接、传感器模块的安装与调试、电机驱动模块的安装与调试等步骤,完成自循迹智能小车控制系统的硬件实现。

在软件方面,编写各模块的程序代码,并进行调试与优化,确保系统能够正常运行并实现预期功能。

三、系统功能实现及测试(一)自循迹功能实现自循迹功能通过红外线测距传感器实现。

当小车行驶时,红外线测距传感器不断检测地面上的标志线,并根据检测结果调整小车的行驶方向,使小车始终沿着预设路径行驶。

《2024年自循迹智能小车控制系统的设计与实现》范文

《2024年自循迹智能小车控制系统的设计与实现》范文

《自循迹智能小车控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的不断发展,智能小车作为智能交通系统的重要组成部分,在日常生活和工业生产中得到了广泛的应用。

自循迹智能小车控制系统作为小车的核心部分,其设计与实现对于提高小车的自主导航能力和运行效率具有重要意义。

本文将详细介绍自循迹智能小车控制系统的设计与实现过程。

二、系统需求分析在系统设计之前,首先需要对自循迹智能小车控制系统的需求进行分析。

该系统需要具备以下功能:能够自主循迹、避障、路径规划以及实时反馈信息等功能。

此外,还需要考虑系统的实时性、稳定性和可靠性。

在明确了需求之后,我们才能有针对性地进行系统设计。

三、硬件设计自循迹智能小车的硬件设计主要包括传感器模块、控制模块、驱动模块和电源模块等部分。

传感器模块包括红外传感器、摄像头等,用于检测道路信息和障碍物信息;控制模块采用高性能的微控制器,负责处理传感器信息并发出控制指令;驱动模块根据控制指令驱动小车前进、后退、左转或右转;电源模块为整个系统提供稳定的电源。

四、软件设计软件设计是自循迹智能小车控制系统的核心部分,主要包括算法设计和程序编写。

算法设计包括循迹算法、避障算法和路径规划算法等。

循迹算法通过分析道路信息,使小车沿着预定路线行驶;避障算法通过分析障碍物信息,使小车能够及时避开障碍物;路径规划算法根据实时道路信息和障碍物信息,为小车规划出最优路径。

程序编写采用C语言或Python等编程语言,实现算法的逻辑控制和数据交互。

五、系统实现在硬件和软件设计完成后,开始进行系统的实现。

首先,将传感器模块与微控制器连接,实现传感器信息的采集与传输;其次,编写程序实现算法的逻辑控制和数据交互;最后,对驱动模块进行控制,使小车按照预定路线行驶。

在实现过程中,需要注意系统的实时性、稳定性和可靠性。

六、实验与测试为了验证自循迹智能小车控制系统的性能,我们进行了实验与测试。

首先,在室内和室外环境下进行循迹实验,测试小车是否能够准确沿着预定路线行驶;其次,进行避障实验,测试小车是否能够及时避开障碍物;最后,进行路径规划实验,测试小车是否能够根据实时道路信息和障碍物信息规划出最优路径。

循迹小车毕业论文

循迹小车毕业论文

循迹小车毕业论文循迹小车毕业论文引言:在如今科技高速发展的时代,机器人技术逐渐走入人们的生活,成为了一种热门的研究领域。

其中,循迹小车作为机器人的一种,具有广泛的应用前景。

本文将围绕循迹小车展开讨论,探索其原理、设计以及未来发展。

一、循迹小车的原理循迹小车是一种能够根据特定轨迹行驶的机器人。

它通过搭载的传感器,如红外线传感器或摄像头,实时感知周围环境,并根据预设的循迹算法进行行驶。

该算法能够分析传感器所接收到的信号,并判断车辆应该如何转向,从而保持在特定轨迹上行驶。

二、循迹小车的设计1. 传感器设计循迹小车的传感器设计是关键之一。

红外线传感器是常用的传感器之一,它能够通过接收反射的红外线信号,判断车辆是否偏离轨迹。

除此之外,摄像头也是一种常见的传感器选择,它能够实时捕捉车辆周围的图像,并通过图像处理算法判断车辆的位置和方向。

2. 控制系统设计循迹小车的控制系统设计是确保车辆按照预设轨迹行驶的核心。

控制系统通常由微控制器、电机驱动器和电源组成。

微控制器负责接收传感器的信号,并根据循迹算法控制电机驱动器实现车辆的转向和速度调整。

电源则提供所需的电能。

3. 车体结构设计循迹小车的车体结构设计需要考虑到载重能力、稳定性和机动性。

车体通常由轮子、底盘和支撑结构组成。

轮子的选择要考虑到摩擦力和抓地力,底盘的设计要考虑到重心的稳定性,支撑结构的设计则要保证车体的整体稳定性。

三、循迹小车的应用循迹小车作为一种机器人技术,有着广泛的应用前景。

1. 工业领域循迹小车在工业领域可以应用于自动化生产线上,实现物料的自动搬运和分拣。

它能够减轻人力负担,提高生产效率。

2. 物流领域循迹小车在物流领域可以应用于仓储管理,实现货物的自动存储和取出。

它能够提高物流效率,减少人为错误。

3. 教育领域循迹小车在教育领域可以应用于机器人教育和编程教育。

学生可以通过操控循迹小车,学习机器人技术和编程知识。

四、循迹小车的未来发展随着科技的不断进步,循迹小车也将不断发展和创新。

循迹小车毕业论文

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循迹小车毕业论文本文介绍了一个基于单片机的循迹小车设计。

该系统主要由两个模块组成:传感器模块和控制模块。

传感器模块使用红外线传感器和光敏电阻来检测黑色轨道和白色背景之间的反差,从而确定小车运动的轨迹。

控制模块使用PID 控制算法来调整小车的方向和速度,以保持小车在轨道上运动。

该系统通过语音识别模块和蓝牙通信模块与外部设备交互,具有较好的可扩展性和交互性。

关键词:循迹小车;单片机;传感器;PID 控制算法一、引言随着科技的不断发展,智能控制系统在各个领域得到了广泛应用。

循迹小车作为一种常见的智能控制系统,已经成为了学生课程设计、科技展览、科普教育等方向的研究热点。

本文基于单片机设计了一个循迹小车,以介绍该系统的设计思路和实现细节。

二、系统设计循迹小车的设计主要分为两个模块:传感器模块和控制模块。

传感器模块通过红外线传感器和光敏电阻来检测轨道,控制模块使用PID 控制算法来调整小车的方向和速度,以保持小车在轨道上运动。

该系统还加入了语音识别模块和蓝牙通信模块,增强了其可扩展性和交互性。

1. 传感器模块循迹小车的传感器模块主要用于检测小车运动的轨迹,以实现自动驾驶。

本文采用了两种传感器:红外线传感器和光敏电阻。

红外线传感器(Infrared Sensor)是一种能够感知红外线辐射并将其转化为电信号的传感器。

其原理是利用红外线反射率的不同,通过发射和接收红外线来判断物体的位置、距离或者形状。

在本文中,我们使用红外线传感器来检测黑色轨道和白色背景之间的反差,从而确定小车运动的轨迹。

光敏电阻(Photoresistor)是一种可以感知光强度变化并将其转化为电信号的传感器。

其原理是利用半导体材料的光电效应,当光照射在其表面时,其电阻值会发生变化。

在本文中,我们使用光敏电阻来检测环境中的光线强度,从而判断小车是否处于黑色轨道上。

2. 控制模块循迹小车的控制模块主要用于控制小车的方向和速度,以保持小车在轨道上运动。

智能循迹小车 毕业论文

智能循迹小车 毕业论文

智能循迹小车毕业论文一、前言随着科技的发展,智能机器人已经成为人们关注的热门话题。

智能机器人的出现和应用,不仅可以提高生产效率,减少劳动强度,并且可以创造出很多新的应用领域。

其中,智能循迹小车作为一种基于仿生学和机器人学的新型机器人,已经逐渐应用到许多领域,如环境监测、病毒检测等。

本文着重介绍智能循迹小车的设计和实现,以期为相关研究提供参考。

二、智能循迹小车的需求分析智能循迹小车主要用于环境监测和物品巡检。

为了保证循迹小车的运转效果,需要进行以下需求分析:1.循迹精度高:循迹小车的自主导航是基于视觉和控制系统完成的,因此需要保证循迹精度高,以便更准确地定位目标位置。

2.交通状况适应性强:循迹小车需适用于不同的路况和环境,如转向直接性、弯道安全性、山地路段行驶性等。

3.控制系统稳定性高:为了确保循迹小车的运转稳定,控制系统需稳定、耐用。

4.多功能性:循迹小车需具备多种传感器和设备,以实现环境监测和物品巡检等多项功能。

三、智能循迹小车的设计方案1.硬件设计智能循迹小车由四个电动轮驱动,需要具备以下硬件配置:1) 微型处理器:采用单片机实现控制、通信等功能。

2) 直流电机:用于驱动小车前进和后退。

3) 舵机:控制小车方向。

4) 金属质量传感器:检测循迹目标的位置,并对小车进行控制。

5) 视觉传感器:采集路面图像,并进行图像处理。

6) 电源模块:提供小车稳定的电力来源。

2.软件设计1) 系统设计:采用嵌入式系统,将设备的物理特性和功能与程序环境相结合,实现对小车的控制和行为规划。

2) 控制算法设计:采用视觉处理和运动控制算法实现对小车的控制,并对其交通状况和循迹精度进行优化。

3) 通信协议设计:采用串口通信协议实现与上位机的数据传输。

四、智能循迹小车的实现演示智能循迹小车的实现演示中,需要注意以下几点:1. 使用电源模块为小车提供稳定的电力来源。

2. 通过视觉传感器采集并处理路面的图像信息。

3. 通过金属质量传感器检测循迹目标的位置。

智能循迹小车毕业论文

智能循迹小车毕业论文本篇论文主要研究了基于Arduino控制器的智能循迹小车设计与实现。

智能循迹小车是一种常见的机器人应用,其主要应用于物流和仓库管理、生产工艺控制等领域。

本文利用Arduino Uno作为核心控制器,通过电机控制模块和红外避障模块等外部组件,实现了小车的轨迹匹配和避障功能。

同时,通过DHT11湿度传感器和MQ-2烟雾传感器,实现了小车的环境检测功能。

论文最后进行了实际测试,验证了智能循迹小车的正确性和实用性。

关键词:智能小车;Arduino;循迹;避障;环境检测1.引言随着科技的不断进步,人工智能、机器人等技术的发展越来越快速。

智能小车作为机器人领域的典型应用,主要应用于物流和仓库管理、生产工艺控制等领域。

因此,设计和制作一种高效、准确的智能小车成为当今热门的研究方向。

2.设计方案2.1硬件设计(1)Arduino UnoArduino Uno是一个基于ATmega328P微控制器的开源电子原型平台,其支持无需编程或者其他硬件电路就可以快速轻松地开发嵌入式系统。

(2)红外避障模块红外避障模块是一种基于红外线探测距离的传感器模块,通过测量物体与小车之间的距离,判断小车前方是否有障碍物。

(3)电机控制模块电机控制模块是小车的驱动部分,其主要作用是控制小车的行进方向和速度。

(4)DHT11湿度传感器DHT11湿度传感器是一种能够测量环境温度和湿度的传感器,通过该传感器可以实现小车的环境检测功能。

(5)MQ-2烟雾传感器MQ-2烟雾传感器是一种能够检测空气中是否含有有害的烟雾气体的传感器,可以实现小车的环境检测功能。

2.2软件设计设计程序采用C++编写,主程序根据小车周围环境的变化情况,不断地调用各部分模块,实现小车的循迹、避障、环境检测等功能。

3.实现方法和结果3.1循迹实现在小车轮下安装两个红外传感器,实现对黑线的检测和识别。

根据黑线的信号变化情况,调整小车行进的方向和速度。

3.2避障实现在小车前端安装红外避障模块,通过判断距离来实现小车遇到障碍物时自动停车,避免发生碰撞。

智能循迹小车设计论文

摘要:循迹小车采用传感器来识别白色路面中央的黑色引导线,通过C8051F310单片机实现对转向舵机和驱动电机的PWM控制,利用检测器检测道路上的标志,使小车实现快速稳定地循线行驶。

分模块阐述了循迹小车的原理、软硬件设计及制作过程.针对路径特点对循迹小车的方向控制和速度控制提出了舵机分级转向、速度分段控制的解决方案。

实验表明,循迹小车能够较快速、平稳地完成对各种曲率引导线的循迹行驶任务。

关键词:单片机、电机、传感器、循迹。

Summary:Tracing car photoelectric sensor to identify the white road to guide the central black line through the C8051F310 microcontroller and drive to achieve the steering servo motor PWM control, the use of detector on the road signs to make the car look fast and stable line-line, down. Sub-module describes the principles of tracing the car, hardware and software design and production process.Path tracing for the characteristics of the car’s direction and speed control servo proposed classification steering, speed control sub-solutions. Experiments show that, tracing the car can be more rapid and smooth completion of the guide line of curvature of the driving task of tracing. Keywords:Microcontroller, motors, sensors, tracing.目录第一章引言一、设计目的 (4)二、设计方案 (4)三、报告内容安排 (4)四、技术方案概要 (5)第二章硬件部分一、单片机最小系统 (6)二、电源电路 (7)三、H桥电机驱动电路 (7)四、传感器输入电路 (8)五、硬件电路原理图 (9)第三章软件部分一、软件设计框架 (10)二、端口初始化 (10)三、PWM初始化 (11)四、功能函数 (12)第四章程序清单 (14)第五章总结 (19)参考文献 (20)附录 (21)第一章引言随着微电子技术的不断发展,微处理器芯片的集成度越来越高,单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、A/D转换器、D/A转换器等多种电路,这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合,组成智能化测量控制系统,这种技术促进机器人技术也有了突飞猛进的发展。

基于stm32的循迹小车设计-毕业论文

基于STM32的循迹小车设计-毕业论文摘要本文介绍了基于STM32的循迹小车设计。

首先,对循迹小车的背景和意义进行了阐述,并分析了目前市场上常见的循迹小车的设计方案和存在的问题。

接着,详细介绍了本文的设计思路和具体实现方法,包括硬件设计和软件编程。

最后,对设计进行了测试和验证,并对测试结果进行了分析和总结。

实验结果表明,本文设计的循迹小车具有良好的循迹性能和稳定性,可以广泛应用于工业生产、物流配送等领域。

引言随着科技的不断进步和社会的发展,智能机器人被广泛应用于各个领域。

循迹小车作为智能机器人的一种,具有自主移动、感知环境等功能,受到了越来越多的关注。

循迹小车是一种可以根据指定的路径进行移动的智能机器人。

它能够利用传感器和控制算法,实现沿着特定轨迹行驶的功能。

循迹小车在工业生产、物流配送、仓储管理等领域具有广阔的应用前景。

目前市场上常见的循迹小车设计方案存在一些问题,如循迹精度不高、稳定性差、成本较高等。

因此,设计一种基于STM32的循迹小车成为了当今研究的热点之一。

本文旨在设计一种基于STM32的循迹小车,以提高循迹精度、增强稳定性、降低成本。

通过对循迹小车相关技术的研究和实验验证,可以为循迹小车的进一步发展和应用提供参考。

设计思路本文设计的基于STM32的循迹小车主要包括硬件设计和软件编程两个部分。

硬件设计硬件设计部分主要包括传感器选型、电路设计和机械结构设计。

首先,为了实现循迹功能,选择了红外线传感器作为循迹小车的感知模块。

红外线传感器具有反射率高、响应快的特点,适合用于循迹小车的设计。

其次,根据传感器的特性和需求,设计了传感器与电路之间的连接方式。

通过合理布置电路板和传感器,可以有效提高循迹小车的循迹精度和稳定性。

最后,设计了循迹小车的机械结构。

机械结构应具有稳固性、灵活性和可拓展性,以适应不同场景的应用需求。

软件编程软件编程部分主要包括传感器数据处理、控制算法设计和系统化编程。

首先,通过学习和理解红外线传感器的工作原理,编写了传感器数据采集和处理的程序。

自动循迹小车毕业设计

自动循迹小车毕业设计毕业设计:自动循迹小车摘要:本毕业设计致力于设计和制作一种自动循迹小车。

该小车能够在给定的路径上自动行驶,并根据环境中的线路进行循迹操作。

设计方案基于Arduino控制器和红外传感器实现,小车能够感知到路径上的线路,并据此进行正确的行驶操作。

此外,设计还包括电机驱动,电源供应和用户界面等功能模块。

实验结果表明,该自动循迹小车能够高效准确地行驶在指定的路径上。

关键词:1.引言2.设计原理自动循迹小车的设计方案基于Arduino控制器和红外传感器。

红外传感器能够感知到路径上的线路,从而确定小车的行驶方向。

Arduino控制器能够接收传感器的数据并根据预先编写的程序进行控制操作,例如调整电机速度和方向等。

整个设计系统的模块主要包括传感器模块,控制器模块,电机驱动模块和电源供应模块。

3.系统设计3.1传感器模块本设计中使用红外传感器来感知路径上的线路。

传感器模块负责采集红外传感器的数据,并将其传输给控制器模块进行处理。

3.2控制器模块控制器模块由Arduino控制器组成。

它通过连接传感器模块和电机驱动模块来接收传感器数据,并根据编写的程序进行控制操作。

控制器模块具有高度灵活性和可编程性,使得小车能够按照预先设定的规则行驶。

3.3电机驱动模块电机驱动模块负责控制小车的速度和方向。

根据传感器数据,控制器模块会发送相应的指令给电机驱动模块,以控制小车的行驶。

3.4电源供应模块电源供应模块为整个系统提供所需的电力。

它负责将来自电池或电源适配器的直流电源转换为小车所需的电压和电流。

4.实验结果和讨论通过设置合适的传感器感应距离,测试了自动循迹小车在给定路径上的行驶性能。

实验结果表明,该小车能够稳定地沿着给定的路径行驶,并根据环境中的线路进行循迹操作。

5.结论本毕业设计成功地设计和制作了一种自动循迹小车。

该小车能够准确地沿着给定的路径行驶,并根据环境中的线路进行循迹操作。

通过这个设计,我们可以更深入地理解自动控制和传感器应用的原理和实践。

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论文作者签名:日期:指导教师签名:日期:毕业设计(论文)题目寻迹小车的设计与制作寻迹小车的设计与制作摘要寻迹智能小车生动有趣具有结构简单、原理清晰、趣味性强等特点。

还牵涉到机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制甚至单片机编程等诸多学科知识,通过动手实践能大大提高解决实际问题的能力,制作完成后的产品,能沿预定的轨道自动前进,生动、有趣,深受初学者喜爱。

而且智能小车还是一个很好的硬件平台,只要增加一些控制电路就能完成循迹小车、救火机器人、足球机器人、避障机器人、遥控汽车等课题。

关键字:寻迹/智能/小车目录1寻迹小车的介绍1.1 寻迹小车的功能简介 (1)2 寻迹小车的工作原理2.1 寻迹小车元件 (2)2.2 寻迹小车原理图 (3)2.3 LM393方框图 (3)2.4 寻迹小车工作原理 (4)3 焊接与调试3.1 焊接过程简介 (5)3.2 调试与组装 (5)3.3 整车调试 (6)4 特色与创新点讨论 (6)参考文献 (7)1寻迹小车的介绍1.1 寻迹小车的功能简介在白色的场地上有一条16毫米宽的黑色跑道,我们的循迹小车能沿着黑色跑道自动行驶,不管是跑道如何弯曲小车都能自动行驶真是太神奇了!大家知道当光源射到白色物体和黑色物体上时的反光率是不同的,我们这里用白色的LED 作为光源,光线通过地面反射到光敏电阻上通过检测光敏电阻阻值变化能判断小车是否行驶在白色区域上,如果检测到是黑色跑道,说明小车跑偏,这一侧的电机就会减速甚至停转这一侧的绿色的LED熄灭,驱动小车向相反方向行驶,这样小车就能始终沿着跑道行驶了。

2 寻迹小车的工作原理2.1 寻迹小车元件2.2 寻迹小车原理图2.3 LM393方框图2.4 寻迹小车工作原理首先我们来熟悉一下整机的工作原理图,电路由线路检测电路、电压比较电路、驱动电路和执行电路组成.LM393是双路电压比较器集成电路,由两个独立的精密电压比较器构成。

它的作用是比较两个输入电压,根据两路输入电压的高低改变输出电压的高低。

输出有两种状态:接近开路或者下拉接近低电平,LM393采用集电极开路输出,所以必须加上拉电阻才能输出高电平。

LM393随时比较着两路光敏电阻的大小,来实现控制的。

高亮度发光二极管发出的光线照射在跑道上,当照于白上时反射的光线较强,这时光敏电阻可以接收到较强的反射光,表现的电阻值较低,而当照射于黑色纸,反射光较弱,表现的电阻值较高,巡线小车就是根据这一原理作为轨道识别而工作的。

工作前将小车中心导向轮放于轨道中心,两侧探测器位于两侧白处,当小车偏离跑道时,必有一侧探测器照到黑色跑道上,以LED1为例,此时R3阻值变大,这一变化使得IC1的2、5脚电压升高,当5脚电压高于6脚时,运放的7脚便输出高电平,VT2截止,M2停止工作,由于两侧轮子一只停转,小车便向轮子停转侧弯转,使得LED1、R3这对探测器离开黑跑道,光线又照回白纸处,此时M2又工作,当另一侧探测器照到黑跑道时,原理与前述类似,小车在整个前进过程中就是在不断重复上述动作,不断修正轨迹,从而实现沿跑道前进的目的。

3 焊接与调试3.1 焊接过程简介1、电路焊接部分比较简单,焊接顺序按照元件高度从低到高的原则,首先焊接8个电阻,焊接时务必用万用表确认阻值是否正确,焊接有极性的元件如三极管、绿色指示灯、电解电容务必分清楚极性,焊接绿色LED时注意引脚长的是正极,并且焊接时间不能太长否则容易焊坏,D4 D5 R13 R14 可以暂时不焊,集成电路芯片可以不插,初步焊接完成后请务必细心核对,防止粗心大意。

2、两对线路检测传感器的安装顺序在全部电子元件的最后,其他元件焊接完成后,将万向轮装上,传感器元件焊接时与其他元件相反,装于线路板的焊接面,其高度应根据万向轮螺栓高度来定,装时可以将线路板焊接面朝上,然后元件顶面与半个导向圆螺母齐平为宜,此时实际工作时传感器与地面距离约为5mm左右。

3.2 调试与组装1、为了方便调试,先不装电机,取一张白纸,画一个黑圈,接通电源,可看到两侧指示灯点亮,将小车放于白纸上,让探测器照于黑圈上,调节本侧电位器,让这一侧的灯照到黑圈时指示灯灭,照到白纸时亮,反复调节两侧探测器,直到两侧全部符合上述变化规律。

2、两只电机转向与电流方向有关,焊好引线后先不要把电机粘于线路板上,装上电池,打开开关,查看电机转向,必须确保装上车轮后小车向前进的方向转动,若相反,应将电机两线互换,无误后撕去泡沫胶上的纸,将电机粘于线路板上,粘时尽量让两电机前后一致,且要保证两车轮的灵活转动。

3.3 整车调试1、为了保证小车的正常运行,跑道的制作也很重要,跑道的宽度必须小于两侧探测器的间距,一般以15--20mm较为合适,跑道可以是一个圆,也可以是任意形状,但要保证转弯角度不要太大,否则小车容易脱轨,制作时可取一张A3白纸,先用铅笔在上面画好跑道的初稿,确定好后再用毛笔沿铅笔画好的跑道进行上色加粗,注意画时尽量让整条线粗细均匀些,等画完后让纸在阴凉处阴干,这样自己设计的跑道便制作完成了。

上跑道实际通电试车时,适当调整两对传感器的间跑,以适应跑道,达到自动识别跑道并准确无误工作为止。

2、实际试车时,若发现小车跑到某个地方动不了了,只要看到轮子还在转,就说明跑道纸不平整,轮子转动时出现了打滑现象,这时可适当增加小车的重量来解决,具体可在小车的电池上装载一点重物,让车轮处重量增加,这样车轮就不会打滑了。

4 特色与创新点讨论硬件方面:采用双步进控制电动车,利于车转向,利用光电传感器与电压比较器之间的信号传输与转换,加上语音播放模块,实现电动车的智能化。

软件方面:传感器在检测到某物时,输出信号会发生变化,让电压比较器只对此规律的信号作出反应,减少了数据处理量,缩短了系统反应时间,并简化了程序,提高了系统的控制精度。

整个运行过程中通过实时信息采集,利用查询,实现对信号的实时检测和处理。

参考文献[1] 全国大学生电子设计竞赛组委会.第六届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编.北京:北京理工大学出版社,2009 11~19[2] 黄智伟,王彦,陈文光等.全国大学生电子设计竞赛训练教程.北京:电子工业出版社,2009 34~39[3] 胡汉才.单片机原理及接口技术.北京:清华大学出版社,2010 17~19[4] 王为青,程国钢.单片机Keil Cx51应用开发技术.北京:人民邮电出版社,201124~26智能寻迹机器人采用现在较为流行的8位单片机作为系统大脑。

以8051系列家族中的AT89S51/AT89S52为主芯片。

40脚的DIP 封装使它拥有32个完全IO(GPIO—通用输入输出)端口,通过对这些端口加以信号输入电路,控制电路,执行电路共同完成寻迹机器人。

P0.0,P0.1,P0.2,P0.3分别通过LG9110电机驱动来驱动电机1和电机2。

由电机的正转与反转来完成机器人的前进,后退,左转,右转,遇障碍物绕行,避悬崖等基本动作。

在机器人前进时如果前方有障碍物,由红外发射管发射的红外信号被反射给红外接收管,红外接管将此信号经过P3.7传送入AT89S52中,主芯片通过内部的代码进行机器人的绕障碍物操作,同时主芯片将P3.7的信号状态通过P2.5的LED指示灯显示出来。

机器人行走时会通过P3.5与P3.6的红外接收探头来进行检测。

当走到悬崖处时,P3.5或P3.6将收到一个电平信号,此电平信号将通过相应端口传送入主芯片中,主芯片通过内部代码完成机器人的避悬崖操作。

同时P3.5与P3.6的信号状态将通过P2.6/P2.7显示出来。

在机器人的左转,右转,后退的过程,可以通过观看以P2.0/P0.7为指示灯的运行状态。

P0.4为机器人的声控检测端口,在运行为前进状态时,可以能过声控(如拍手声)来控制它的运行与停止。

P0.6为机器人的声音输出端。

在机器人遇到障碍物时。

进行绕障碍物与避悬崖时可以通过此端口控制蜂鸣器发出报警声。

当为白天或黑夜时可以通过P0.5端口中的光敏电阻来进行判断,以方便完成机器人夜间自动照明等功能。

两个按键以查询/中断两种不同的方式来展现按键操作。

你可以按下S1键来进行机器的停止。

再按下S2键来进行机器人的运行。

这个按键的信息分别被P3.2,P3.4接收到。

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