(最新整理)智能循迹小车
智能循迹小车___设计报告

智能循迹小车___设计报告设计报告:智能循迹小车一、设计背景智能循迹小车是一种能够通过感知地面上的线条进行导航的小型机器人。
循迹小车可以应用于许多领域,如仓库管理、物流配送、家庭服务等。
本设计旨在开发一款功能强大、性能稳定的智能循迹小车,以满足不同领域的需求。
二、设计目标1.实现循迹功能:小车能够准确地识别地面上的线条,并按照线条进行导航。
2.提供远程控制功能:用户可以通过无线遥控器对小车进行控制,包括前进、后退、转向等操作。
3.具备避障功能:小车能够识别和避开遇到的障碍物,确保行驶安全。
4.具备环境感知功能:小车能够感知周围环境,包括温度、湿度、光照等参数,并将数据传输给用户端。
5.高稳定性和可靠性:设计小车的硬件和软件应具备较高的稳定性和可靠性,以保证长时间的工作和使用。
三、设计方案1.硬件设计:(1) 采用Arduino控制器作为主控制单元,与传感器、驱动器等硬件模块进行连接和交互。
(2)使用红外传感器作为循迹传感器,通过检测地面上的线条来实现循迹功能。
(3)使用超声波传感器来检测小车前方的障碍物,以实现避障功能。
(4)添加温湿度传感器和光照传感器,以提供环境感知功能。
(5)将无线模块与控制器连接,以实现远程控制功能。
2.软件设计:(1) 使用Arduino编程语言进行程序设计,编写循迹、避障和远程控制的算法。
(2)设计用户界面,通过无线模块将控制信号发送给小车,实现远程控制。
(3)编写数据传输和处理的程序,将环境感知数据发送到用户端进行显示和分析。
四、实施计划1.硬件搭建:按照设计方案中的硬件模块需求,选购所需元件并进行搭建。
2.软件开发:根据设计方案中的软件设计需求,编写相应的程序并进行测试。
3.功能调试:对小车的循迹、避障、远程控制和环境感知功能进行调试和优化。
4.性能测试:使用不同场景和材料的线条进行测试,验证小车的循迹性能。
5.用户界面开发:设计用户端的界面,并完成与小车的远程控制功能的对接。
智能循迹小车

智能循迹小车的引言概述智能循迹小车是近年来兴起的一种智能机器人,它能够通过内置的传感器和程序,自动识别和跟踪预定的路径。
这种小车使用了先进的计算机视觉技术和控制算法,能够在各种环境中准确地进行循迹。
智能循迹小车在许多领域中都得到了广泛的应用,包括工业自动化、物流运输、仓储管理等。
本文将对智能循迹小车的原理、技术和应用进行详细阐述。
智能循迹小车的原理和技术1. 传感器技术a. 摄像头传感器:通过摄像头传感器,智能循迹小车可以捕捉环境中的图像,并进行图像处理和识别。
b. 距离传感器:距离传感器可以帮助智能循迹小车感知周围环境中的障碍物,并避免碰撞。
c. 地盘传感器:地盘传感器用于检测小车在路径上的位置和姿态,以便进行准确的定位和导航。
2. 计算机视觉技术a. 特征提取:通过计算机视觉技术,智能循迹小车可以从摄像头捕捉的图像中提取关键特征,例如路径轮廓、颜色等。
b. 物体识别:利用深度学习算法,智能循迹小车可以识别环境中的物体,例如道路标志和交通信号灯,以便做出相应的反应。
c. 路径规划:根据图像处理和物体识别的结果,智能循迹小车可以计算出最优的路径规划,以达到快速而安全地循迹的目的。
3. 控制算法a. PID控制算法:智能循迹小车使用PID控制算法来实现精确的速度和方向控制,以便按照预定的路径进行循迹。
b. 路径校正算法:当智能循迹小车发现偏离路径时,会通过路径校正算法对速度和方向进行调整,以便重新回到预定的路径上。
智能循迹小车的应用1. 工业自动化a. 生产线物料运输:智能循迹小车可以自动将物料从一个地点运输到另一个地点,减少人力成本和提高生产效率。
b. 仓储管理:智能循迹小车可以在仓库中自动识别货物并进行搬运和分拣,提升仓储管理的效率和精确度。
2. 物流运输a. 快递配送:智能循迹小车可以在城市道路上按照预定的路径进行循迹,实现快递的自动配送和准时派送。
b. 高速公路货物运输:智能循迹小车可以在高速公路上准确无误地进行循迹,减少人为驾驶过程中的车祸风险。
智能循迹小车实验报告

智能循迹小车实验报告第一篇:智能循迹小车实验报告摘要本设计主要有单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成,小车具有自主寻迹的功能。
本次设计采用STC公司的89C52单片机作为控制芯片,传感器模块采用红外光电对管和比较器实现,能够轻松识别黑白两色路面,同时具有抗环境干扰能力,电机模块由L298N芯片和两个直流电机构成,组成了智能车的动力系统,电源采用7.2V的直流电池,经过系统组装,从而实现了小车的自动循迹的功能。
关键词智能小车单片机红外光对管 STC89C52 L298N 1 绪论随着科学技术的发展,机器人的设计越来越精细,功能越来越复杂,智能小车作为其的一个分支,也在不断发展。
在近几年的电子设计大赛中,关于小车的智能化功能的实现也多种多样,因此本次我们也打算设计一智能小车,使其能自动识别预制道路,按照设计的道路自行寻迹。
设计任务与要求采用MCS-51单片机为控制芯片(也可采用其他的芯片),红外对管为识别器件、步进电机为行进部件,设计出一个能够识别以白底为道路色,宽度10mm左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹并能沿该轨迹行进的智能寻迹机器小车。
方案设计与方案选择3.1 硬件部分可分为四个模块:单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。
3.1.1 单片机模块为小车运行的核心部件,起控制小车的所有运行状态的作用。
由于以前自己开发板使用的是ATMEL公司的STC89C52,所以让然选择这个芯片作为控制核心部件。
STC89C52是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器,片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器,能重复写入/擦除1000次,数据保存时间为十年。
其程序和数据存储是分开的。
3.1.2 传感器模块方案一:使用光敏电阻组成光敏探测器采集路面信息。
阻值经过比较器输出高低电平进行分析,但是光照影响很大,不能稳定工作。
方案二:使用光电传感器来采集路面信息。
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。
智能循迹避障小车设计说明

智能循迹避障小车设计说明智能循迹避障小车是一种基于微控制器控制的智能小车,它能够根据预设程序进行自主行驶、循迹和避障。
下面是对智能循迹避障小车的设计说明:1.硬件设计智能循迹避障小车的硬件设计包括以下组成部分:1.1 微控制器:使用单片机实现小车的控制和决策,采用常见的单片机有STC、ATmega、STM32等。
1.2 传感器:使用光电传感器进行循迹,超声波传感器进行避障。
在循迹方面,一般采用两个光电传感器,安装在小车底部,分别检测黑线和白色地面;在避障方面,一般采用超声波传感器,安装在小车前方,检测前方物体距离。
1.3 驱动电机:小车驱动电机一般采用直流减速电机,通过H桥驱动电路实现正反转控制。
1.4 电源:小车电源采用锂电池或干电池供电。
1.5 其他:小车还需要一些辅助元件,如LED指示灯、蜂鸣器等。
2.软件设计智能循迹避障小车的软件设计包括以下几个方面:2.1 循迹算法:根据光电传感器检测到的黑线和白色地面的信号,判断小车当前位置,控制小车朝着黑线方向运动。
2.2 避障算法:根据超声波传感器检测到的前方距离信息,判断小车前方是否有障碍物,避免碰撞。
2.3 控制逻辑:根据传感器数据计算得出的小车状态,进行控制决策。
比如,避障优先还是循迹优先,小车如何避障等。
2.4 通信协议:如果需要远程控制或传输数据,需要设计相应的通信协议。
3.功能实现基于硬件和软件设计,实现智能循迹避障小车以下功能:3.1 循迹:小车能够自主行驶,按照预设的循迹算法进行路径规划和执行。
3.2 避障:小车能够根据预设的避障算法,自主避开前方障碍物,避免碰撞。
3.3 情境感知:小车能够通过传感器感知环境,根据感知到的信息做出相应的控制决策。
3.4 远程控制:如果需要,可以通过通信模块实现小车的远程控制和数据传输。
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。
智能循迹小车设计方案

智能循迹小车设计方案一、设计目标:1.实现智能循迹功能,能够沿着预定轨迹自动行驶。
2.具备避障功能,能够识别前方的障碍物并及时避开。
3.具备远程遥控功能,方便用户进行操作和控制。
4.具备数据上报功能,能够实时反馈运行状态和数据。
二、硬件设计:1.主控模块:使用单片机或者开发板作为主控模块,负责控制整个小车的运行和数据处理。
2.传感器模块:-光电循迹传感器:用于检测小车当前位置,根据光线的反射情况确定移动方向。
-超声波传感器:用于检测前方是否有障碍物,通过测量障碍物距离来判断是否需要避开。
3.驱动模块:-电机和轮子:用于实现小车的运动,可选用直流电机或者步进电机,轮子要具备良好的抓地力和摩擦力。
-舵机:用于实现小车的转向,根据循迹传感器的信号来控制舵机的角度。
4.通信模块:-Wi-Fi模块:用于实现远程遥控功能,将小车与遥控设备连接在同一个无线网络中,通过网络通信进行控制。
-数据传输模块:用于实现数据上报功能,将小车的运行状态和数据通过无线通信传输到指定的接收端。
三、软件设计:1.循迹算法:根据光电循迹传感器的反馈信号,确定小车的行进方向。
为了提高循迹的精度和稳定性,可以采用PID控制算法进行修正。
2.避障算法:通过超声波传感器检测前方障碍物的距离,当距离过近时,触发避障算法,通过调整小车的行进方向来避开障碍物。
3.遥控功能:通过Wi-Fi模块与遥控设备建立连接,接收遥控指令并解析,根据指令调整小车的运动状态。
4.数据上报功能:定时采集小车的各项运行数据,并通过数据传输模块将数据发送到指定的接收端,供用户进行实时监测和分析。
四、系统实现:1.硬件组装:根据设计要求进行硬件的组装和连接,确保各个模块之间的正常通信。
2.软件编程:根据功能要求,进行主控模块的编程,实现循迹、避障、遥控和数据上报等功能。
3.调试测试:对整个系统进行调试和测试,确保各项功能正常运行,并进行性能和稳定性的优化。
4.用户界面设计:设计一个用户友好的界面,实现对小车的远程控制和数据监测,提供良好的用户体验。
智能寻迹小车

引言概述:智能寻迹小车是一种结合了人工智能和机械工程的创新产品。
它能够根据预设的轨迹自动行驶并进行导航,具有很高的便捷性和灵活性,适用于各种环境和任务。
在本文中,将对智能寻迹小车的设计原理、工作模式、技术优势和应用前景进行详细阐述。
正文内容:一、设计原理1.1 感知模块的设计智能寻迹小车的感知模块采用多种传感器进行环境感知,包括视觉传感器、红外线传感器和超声波传感器。
视觉传感器用于识别道路标志和障碍物,红外线传感器用于进行物体跟踪,超声波传感器用于进行距离测量。
1.2 控制模块的设计智能寻迹小车的控制模块采用嵌入式系统,实现对感知模块的数据处理和运动控制。
通过运用机器学习算法,控制模块能够学习和记忆不同轨迹的特征,从而实现自主导航和寻迹功能。
二、工作模式2.1 自主导航模式智能寻迹小车在自主导航模式下,可以根据预设的轨迹进行自动行驶,不需要人工干预。
它能够通过感知模块实时获得周围环境的信息,并根据这些信息做出相应的决策和控制。
2.2 手动遥控模式智能寻迹小车还可以切换到手动遥控模式,由人工遥控进行操作。
在这种模式下,小车的控制将完全依赖于操作者的指令,可以实时控制小车的速度和方向。
三、技术优势3.1 高精度的轨迹识别智能寻迹小车的感知模块采用先进的图像处理算法和目标识别技术,能够准确地识别出道路标志,并对轨迹进行跟踪,从而实现高精度的轨迹识别和导航。
3.2 自动避障和防碰撞智能寻迹小车的感知模块不仅可以识别道路标志,还能够探测到前方的障碍物,并实时进行避障和防碰撞。
这种智能寻迹小车能够确保行驶的安全性和可靠性。
3.3 强大的自学习能力智能寻迹小车的控制模块具有强大的自学习能力,可以通过机器学习算法不断学习和适应不同的环境和任务,提高智能寻迹小车的导航精度和性能。
四、应用前景4.1 物流领域智能寻迹小车在物流领域有着广阔的应用前景。
它能够自动化完成货物运输和仓储管理任务,提高物流效率和准确性。
4.2 安防领域智能寻迹小车可以在安防领域进行侦查和监控,通过自主导航和环境感知功能,实现对重要区域的巡逻和监测。
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目录1.第一章绪论1.1循迹小车的发展现状1.2 选题意义1。
3本设计的工作1.3。
1设计要求1。
3。
2设计思路2。
第二章硬件部分简介2。
1 具体方案论证与设计2.2 主控芯片的简介2.2。
1 光电反射式传感器(ST178)2.2.2低功率低失调双比较器LM3933.第三章光电循迹小车的原理3.1原理3.2 传感器电路3.2。
1红外反射式光电传感器原理3。
2。
2黑线检测电路3.3核心控制电路3。
3。
1模数转换电路(比较器电路)3。
3.2数字逻辑电路3.4驱动电路3.5 拓展功能“防撞”3.6PCB制板3.7作品展示3.8原件清单4.第四章结论5。
参考文献6.课程设计心得绪论1.1循迹小车发展现状与趋势智能汽车作为一种智能化的交通工具,体现了车辆工程、人工智能、自动控制、计算机等多个学科领域理论技术的交叉和综合,是未来汽车发展的趋势。
寻迹小车可以看作是缩小化的智能汽车,它实现的基本功能是沿着指定轨道自动寻迹行驶。
就目前智能小车发展趋势而言:相比价格昂贵、体积大、数据处理复杂的传感器CCD反射式光电传感器以其价格适中、体积小、数据处理方便等更具有发展优势。
1。
2 选题意义汽车电子迅猛发展,智能车产生和不断探索并服务于人类的趋势将不可阻挡。
智能车的研究将会给汽车这个产生了一百多年的交通工具带来巨大的科技变革。
人们在行驶汽车时,不再只在乎它的速度和效率,更多是注重驾驶时的安全性,舒适性,环保节能性和智能性等。
各国科学家和汽车工作人员以及汽车爱好者都在致力于智能车的研究,研究的成果有很多都已应用于人们的日常生活生产之中,例如在2005年1月美国发射的“勇气"号和“机遇”号火星探测器实质上都是装备先进的智能车辆。
因此,研究智能车的实际意义和取得的价值都非常重大。
本课题利用传感器识别路径,将赛道信息进行识别处理,利用主控芯片控制小车的行进进而完成循迹.1.3本设计的工作1.3。
1设计要求要求:设计并制作一个简易光电智能循迹电动车,其行驶路线示意图如图1—1: (其中粗黑些为光电寻迹线)要求智能循迹小车从起点出发,沿粗黑色引导线到达终点后立即停车但行驶全程行驶时间不能大于90s。
图1—11。
3.2设计思路基于红外反射式光电传感器(ST178P)的寻迹原理,采用LM393、74LS00、74LS08、74LS32系列芯片构成核心控制电路.通过红外传感器(ST178P)检测路面信息、LM393数字化采集到的模拟信号、核心控制电路获取路面信息后,进行分析、处理,最后控制直流电机转停,利用左右车轮差速完成智能循迹。
为保证小车在行驶的过程中具有良好的操纵稳定性和平顺性,本文针对道路特点对小车的差速控制,以及传感器的安装都提出了较为理想的解决方案,同时采用PCB制板。
实验表明:该系统抗干扰能力强,能够准确实现小车沿指定路径(黑线)快速、平稳行驶。
硬件部分简介2。
1 具体方案论证与设计方案1:采用纯模拟电路设计。
本方案采用2个光电反射式传感器,(ST178P)分别安装在循迹黑线两侧.当传感器未检测到黑线时,驱动电机转动,否则停止。
此方案的优点在于电路结构简单,但是不能满足小车完成全程后立即停车的要求。
方案原理如图2-1、图2—2:图2-1图2—2方案2:采用数字电路、模拟电路设计相结合.本方案采用3个光电反射式传感器,(ST178P)分别安装在循迹黑线两侧和中间。
依据小车所处状态进行编码,利用数字逻辑电路控制小车进而循迹。
此方案的优点在于能够较好的完成课程设计要求,但是电路结构复杂,需要一定的动手能力。
方案原理如下图2—3、图2-4:图2—3图2—4考虑课程设计的实际情况,最终选择方案2进行光电循迹小车设计.2.2 主控芯片的简介2.2。
1 光电反射式传感器(ST178)光电反射式传感器采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。
其检测距离可调整范围在 4—10mm均可用.其内结构如图2-5:图2—52。
2。
1 低功率低失调双比较器LM393LM393是由两个独立的,高精度电压比较器组成的集成电路,其失调电压低。
它专为获得宽电压范围单电源供电设计,也可双电源供电设计,而且无论电源电压大小如何电源消耗的功率都很低。
即使单电源供电比较器的共模输入电压也接近地电平。
关键在于LM393可以用于简单的数模转换并直接驱动TTL、CMOS。
在此课程设计中就利用其特性。
其内部结构图如图2-6:图2-6光电循迹小车的原理3。
1原理光电循迹小车电路由传感电路、核心控制电路、驱动电路三部分构成,如图3-1所示.光电循迹小车的工作过程如下:3个光电传感器探测路径信息,并将这些信息输入到核心控制电路:LM393先进行模数转换,74LS系列芯片再对其进行数字化逻辑处理,并将控制电信号传给驱动电路,进而驱动两个步进电机,使小车完成循迹.图3—13。
2 传感器电路3。
2.1红外反射式光电传感器原理红外发射管竖直发射红外线,红外接收管接收反射回的红外线。
光电传感器根据接收到红外光将光信号转化为相应的电信号。
当红外线照射到白色地面时,白色地面吸收较小,如果距离取值合适,红外接收管接收到反射回的红外线强度就较大,转化为电信号也较强;如果红外线照射到黑色引导线,黑色引导线会吸收大部分红外光,红外接收管接收到红外线强度就较弱,转化为电信号也较弱。
寻迹时,黑色引导线吸收大部分的红外线而白色地面则相反,利用其转化为电信号强弱差异就可以判断小车是否沿着黑色引导线行驶。
3.2。
2黑线检测电路利用红外反射式光电传感器原理,设计传感器电路如下图3-2:图3—2图3-2中st178P红外反射式光电传感器工作时,理想的工作状态是输出部分处于饱和导通,查阅参数得到:UCES为0.1~0.3 V,此时IF=8 mA,IC=0.25 mA,二极管的导通电压大约为1 V,可以计算得到:R1=(Vcc—1)/IF=500ΩR2=( Vcc—Uces)/Ic=20kΩVo1为传感器的输出电压,其值不仅与红外反射式光电传感器接收到的红外光强度有关,还与传感器和地面之间的距离密切相关.为测得传感器与地面之间的最佳距离(在红外线收发一定的情况下,电信号差异最大,对黑白地面最为敏感)。
进行实际测量如下图3-3:图3-3从图3—3看出,黑白相差的电压值最大时,离反射面的最佳距离为6 mm,距离的调节范围也比较大。
经过测试得到:此传感电路应用时,红外反射式光电传感器距反射面的距离调节范围比较大,能够满足光电循迹小车的要求。
3.3核心控制电路3.3。
1模数转换电路(比较器电路)在传感器电路中输出为Vo1,是模拟量.为使得传感电路获得的电信号能够被核心控制电路处理,先要进行模数转换。
其转换原理如图3-4:图3—43脚输入为传感电路的输出Vo1, Vo1与一个标准电压相比较。
LM393充当电压比较器,且为单电源比较器:当Vo大于标准电压时输出为VCC(5V);当Vo小于标准电压时输出为地(0V)。
此外LM393的另外有一个作用是模数转换:由于LM393输出电压Vo2为0V或者5V,且其负载可直接为CMOS管或者TTL管,因此利用其进行驱动TTL管。
当输出Vo2为0V时表示逻辑0,当输出Vo2为5V时表示逻辑1。
值得注意的是:LM393不同于一般比较器,输出端必须接上拉电阻,否则不能进行正常工作。
其内部结构图如图3—5:V o 2图3—53。
3.2数字逻辑电路对LM393输出的电平信号Vo2进行编码。
其行驶原理如下:图3—6当只有2号传感器检测到黑线时,小车直走,如图3-6图3-7当只有1号传感器检测到黑线时,小车左拐,如图3—7图3-8当只有3号传感器检测到黑线时,小车右拐,如图3-8图3—9当3个传感器均未检测到黑线时,小车停止运动,如图3-9注意:当光电小车行驶初速度较大、弯道也较大时,可能出现1号传感器和2号传感器同时检测到黑线,小车左拐;2号传感器和3号传感器同时检测到黑线,小车右拐。
编码如图3-10图3-10对其进行化简分别得到M1=A’B+CM2=C'B+A其数字逻辑电路如图3—11图3—113。
4驱动电路直流电机具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点,因此具有瞬间起动与急速停止的优越特性。
与其他驱动元件相比,有明显优点:通常不需要反馈就能对位移或速度进行精确控制;输出的转角或位移精度高,误差不会积累,价格便宜。
本系统采用直流电机驱动小车两前轮,作为主动轮;用一个万向轮作后轮,作为从动轮.为满足步进电机的输出功率要求,利用三极管8090对核心控制电路输出的电流进行放大,其放大后的电流最大可达1A,足以驱动步进电机.驱动电路图如图3-12图3—123。
5 拓展功能“防撞”为避免光电循迹小车在循迹的途中因撞击障碍物而损毁,增设防撞功能.其设计思路如下:防撞检测传感器安装在小车正前方,如若小车在行进途中检测到前方障碍物,则立即停止;否则继续前进.由于在本次设计中采用数字电路与模拟电路相结合的方案2,因此只需在之前设计基础上将控制M1和M2电机信号分别和检测到的防撞信号做逻辑与运算,也即只要防撞信号有效两电机制动,否则继续行驶(设防撞传感器编号为D)。
拓展后的M1的表达式:M1=(A’B+C)DM2=(C’B+A)D原理图如图3—13图3-133。
6 PCB制板经过前期电路理论分析,依据其原理在Altium Desiginer连接原理图如图3-11:图3—14经过多次实践和线路的布局,最终PCB制板的布局如图3-14图3-143.7作品展示图3-15本设计红外放射式循迹小车如图3—15,完成规定S赛道所需的时间统计如下:图3-16该小车行驶平稳,所用时间远远少于题设要求90s,此外还增加防撞功能,可有效避障,其防撞探头安装如图3—17:图3—173.8原件清单1。
ST178反射式红外传感器,若干2。
74ls04,若干3.74ls08, 若干4。
74ls32,若干5.干电池(1.5V),若干6.万向轮车模一辆(配套有直流电机、底板等)7。
焊锡、万用焊板、导线、双面PCB印制板,若干结论本文论述了基于红外反射式光电传感器智能循迹小车的实现原理,着重介绍了光电小车的传感电路、核心处理电路和驱动电路。