【正文】 ENBGNDLOGICPOWERVSS104C1104 C2100pFC4104C3104C5104C6104C7CapR1R212121212OUT1OUT2OUT3OUT41KR5CIZHU1KR6CIZHU1KR3CIZHU104C9104C10104C8CapPOWER1 21 21 21 2+5VVCCJ11J4J10J5J1 J7J2 J8VSGND1OUT2IN311175 。 0100U/16VCE2100U/16VCE1R4D9LEDVCC1 2J3 CVVCC+5V1IA2ENA3INI4IN25ENB6IN37IN48IB1IA2ENA3INI4IN25ENB6IN37IN48IBJ6DATJ9 圖（ 14） 電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖 ? 超聲波 測(cè)距 模塊 工位號(hào)： 20xx029 11 超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高，波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好，能夠成為射線 而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波測(cè)距 模塊是用 來測(cè)距并且避障用的 。超聲 波測(cè)距的原理如下： 首先超聲波傳感器向空氣中發(fā)射聲脈沖 , 聲波遇到被測(cè)物體反射回來 , 若可以測(cè)出第一個(gè)回波達(dá)到的時(shí)間與發(fā)射脈沖間的時(shí)間差 t,利用 12s vt? ,即可算得傳感器與反射點(diǎn)間的距離 s , 測(cè)量距離 22()2hds??,若 sh 時(shí) ,則 d ≈ s。 對(duì)于接收探頭，因?yàn)榻邮盏某暡ㄐ盘?hào)很微弱而且考慮到干擾的因素，接收端有放大電路與濾波電路。當(dāng)接收到超聲波時(shí)， IO 口即 為高電平，通過 IO 口來確定是否檢測(cè)到超聲波，因此通過計(jì)算測(cè)的距離障礙物的距離然后就可以判斷是否轉(zhuǎn)彎。 ? 探測(cè)物體模塊 小車探測(cè)物體采用的是光電開關(guān)傳感器 E3FDS30C4，它是 數(shù)字傳感器， NPN 常開型光電開關(guān) ， 即數(shù)字電路中的低電平和高電平，正常狀態(tài)輸出高電平 。 檢測(cè)到目標(biāo) 時(shí) 輸出低電平 ，它利用被測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，有同步回路選通電路，接收器在根據(jù)接收到光線的強(qiáng)弱或者有無對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)， 我們?cè)谛≤嚨那懊嫜b了兩個(gè)光電開關(guān)傳感器，可以探測(cè)到路邊的標(biāo)志物 ，同時(shí)調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)標(biāo)志物進(jìn)行拍照 圖像處理 ，最后 通 過無線通信網(wǎng)絡(luò) 發(fā)送到上位機(jī)的控制臺(tái) 。 ? 循跡模塊 小車的循跡是由 灰度 傳感器 和電壓比較電路 組成 ， 而 灰度傳感器是由光敏電阻和發(fā)光二級(jí)S d h 目標(biāo) 工位號(hào)： 20xx029 12 管組成，光敏電阻 是利用 半導(dǎo)體 的 光電效應(yīng) 制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器； 在不同光照條件下的伏安特性曲線斜率不同，相應(yīng)的光敏電阻阻值也不同．在給定偏壓下，光照度越大，電流也越大．在一定光照 下，電壓越大，電流也越大 ， 我們把灰度傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)入 LM358進(jìn)行電壓比較，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn) TTL電平，穩(wěn)定性能得到提升。當(dāng)小車底部的某邊遇到白帶時(shí)輸入電平為高電平，反之為低電平。在調(diào)試過 程中，通過小車的 循跡 過程 。 我們調(diào)節(jié)電位器的靈敏度 ， 以滿足小車在不同光度的環(huán)境 中能夠 行走 正確路線。 這樣利用 灰度 傳感器檢測(cè)智能小車行駛道路上的白 色標(biāo)志線，就可以實(shí)現(xiàn)智能小車的自動(dòng)循跡。 814321U1ALM358100KR11KR210KR3R4LED2R5LED1光敏電阻輸出VCCVCC+5V 圖（ 15） 灰度 傳感器原理圖 ? 無線通信模塊 無線通信模塊是小車與控制臺(tái)通過無線網(wǎng)卡建立起來 的 ，在模擬 “月球環(huán)境” 下，小車 利用 攝像頭將途中所遇到的標(biāo)志物記錄 下來 ，把采集的圖像通過無線網(wǎng)卡發(fā)送到 上位機(jī)的控制臺(tái) ，在控制臺(tái)顯示標(biāo)志物的圖片，并且通過按鍵 可以 控制“探月小車 ” 的基本動(dòng)作 。 工位號(hào)： 20xx029 13 控 制 臺(tái)操 作 者控 制 臺(tái) 主 控 板小 車 的 主 控 板小 車 的 主 控 板無 線 傳 輸無 線 發(fā) 射無 線 接 收小 車小 車 圖（ 16） 無線通信結(jié)構(gòu)圖 焊裝調(diào) 1) 焊接工具和耗材 工具和耗材 數(shù)量 備注 工具和耗材 數(shù)量 備注 數(shù)字萬用表 一塊 / 尖嘴鉗 一把 20CM 長(zhǎng) 恒溫烙鐵，烙鐵夾 一臺(tái) 功率可調(diào)，配 不同的烙鐵頭 斜口鉗 一把 20CM 長(zhǎng) 助焊劑和焊錫絲 各一份 / 尖頭鑷子、 彎頭鑷子 各一把 15CM 長(zhǎng) 平口，十字起子 各一把 20CM 長(zhǎng) 銅柱、螺母 各四個(gè) 直徑120Mil 熱風(fēng)臺(tái) 一臺(tái) / 吸錫器 一個(gè) / 膠槍 一把 / 焊錫絲 架 一個(gè) / 壓線鉗 一把 / 塑膠棒 若干 / 工位號(hào)： 20xx029 14 剪刀 一把 / 接線柱 若干 大小不 等 2） 焊接流程 對(duì) 元 器 件 清查 測(cè) 量整 形 元 件 鍍 錫 焊 接先 焊 接 體 積高 度 小 的 元器 件再 焊 接 體 積高 度 大 的 元器 件最 后 加 裝 銅柱 組 裝 電 路局 部 觀 察 電路 的 連 接 性加 電 檢 查 電路 的 穩(wěn) 定 性 圖 14 焊接流程圖 2) 焊接注意安全事項(xiàng) ? 電 焊 鐵良好接地，防靜電。 ? 調(diào)節(jié)好電烙鐵的焊接溫度，以免溫度過高對(duì)元件產(chǎn)生影響。溫度一般控制在比焊錫絲的熔點(diǎn)高 50 度左右，或稍微高點(diǎn)。 ? 對(duì)元器件的焊接時(shí)間保證在 3S 內(nèi)焊完一個(gè)點(diǎn)，以防溫升對(duì)元件有損壞。 ? 按上焊接流程，以保證電路板能正常工作，元器件都能焊上。 ? 銅柱的作用是以防電路板下有金屬引發(fā)短路。 ? 加電前注重 檢查電解電容、保護(hù)管、穩(wěn)壓管的極性等。 ? 一定要查詢清電路板的技術(shù)參數(shù)組電路板加能承受得住的電壓值。 程序 主 程序流程圖 工位號(hào)： 20xx029 15 直 走掃 描 傳 感 器 并進(jìn) 行 判 斷 處 理初 始 化 電 機(jī) 、程 序 I / O 口左 側(cè) 控 制 右 側(cè) 控 制直 行 控 制YYY開 始檢 測(cè) 是 否 有 障 礙物Y攝 像 機(jī) 進(jìn) 行 拍照N控 制 臺(tái) 顯 示 相應(yīng) 圖 像是 否 發(fā) 送 結(jié) 束信 號(hào)結(jié) 束YN小 車 停 止選 擇 正 確 路 線行 走判 斷 方 向 繞 過 障 礙 物 循跡流程圖 工位號(hào)： 20xx029 16 速 度 檢 測(cè)掃 描 傳 感 器 并進(jìn) 行 判 斷 處 理初 始 化 電 機(jī) 、程 序 I / O 口左 側(cè) 控 制 右 側(cè) 控 制直 行 控 制YYY開 始速 度 檢 測(cè) 避障流程圖 工位號(hào)： 20xx029 17 沿 標(biāo) 志 線 行 走YN開 始初 始 化 電 機(jī) 、程 序 I / O 口直 走是 否 有 障 礙 物右 轉(zhuǎn) 一 定 時(shí) 間左 轉(zhuǎn) 一 定 時(shí) 間判 斷 行 走 方 向左 轉(zhuǎn) 一 定 時(shí) 間右 轉(zhuǎn) 一 定 時(shí) 間 無線通信流程圖 工位號(hào)： 20xx029 18 開 始初 始 化 電 機(jī) 、程 序 I / O 口對(duì) 標(biāo) 志 物 拍 照是 否 檢 測(cè) 到 標(biāo) 志 物將 采 集 的 圖 像發(fā) 送 控 制 臺(tái)控 制 臺(tái) 顯 示 圖片是 否 按 鍵 停止結(jié) 束YN小 車 停 止NY 程序清單（附錄一） 二、使用說明： 設(shè)備清單 1) 若干支撐銅柱和螺母。 2) RS232 串口下載線一條。 3) 兩個(gè)直流電機(jī)（ PM3312600030k） 。 4) 小車底盤： 210mm 150mm。 5) 傳感器： 灰度 傳感器、超聲波 ，光電開關(guān)傳感器 。 6) 兩個(gè) 8V 鋰電池電源（ YSD08180） 。 7) 無線網(wǎng)卡（ TLWN321G+）。 8) 交叉網(wǎng)線 2m。 操作方法 1) 將若干 銅柱 分別 安裝在電路板 的制定位置 ，柱子在電路板下方，螺母在上方， 工位號(hào)： 20xx029 19 旋緊便可。 2) 檢查各個(gè)模塊和電源接線是否良好。 3) 將 8V 直流電源（自備）通過降壓給各個(gè) 模塊供 電 ， 開啟并檢測(cè)是否 有異常 。 4) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，對(duì)攝像頭和 灰度 傳感器 稍加調(diào)整，以適應(yīng)場(chǎng)地環(huán)境。 5) 下 載程序時(shí)應(yīng) 將 RS232 下載線的一頭插在 電路 板的 串口下載 九針 接口 的母頭上，另一端插在 PC 機(jī)上的九針母頭上。 6) 我們借助 PC 機(jī)上的虛擬機(jī)與我們的核心板建立交叉編譯環(huán)境，并且把程序燒到核心板 內(nèi)部。 7) 程序下載完成后，我們要對(duì)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、攝像頭的清晰度、 灰度 的靈敏度、超聲波的距離加以調(diào)整，達(dá)到最佳效果。 8) 調(diào)試完成后，則可以將小車放到起始線等候出發(fā)指令。 9) 在控制臺(tái)控制小車的開始和停止。 10) 在控制臺(tái)上可以觀看 “探月小車” 傳回來的圖片和距離以及相關(guān) 數(shù)據(jù)。 注意事項(xiàng) 1) 核心板電源電壓不得 超過 6V， 以免燒壞核心板 。 2) 不得在 過于潮濕的地方使用此 電路 板 ，防止 電機(jī) 線圈受潮運(yùn)得時(shí)而發(fā)熱量過大燒毀線圈 。 3) 在檢測(cè)線路 時(shí)若出現(xiàn) 識(shí)別效果不佳 等相關(guān)問題，可以適當(dāng)?shù)?調(diào)整電位器，以增加其循跡的 靈敏度。 4) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)供電不得大于 10V。 三、安裝說明 （ 1） 準(zhǔn)備必要的安裝工具。 （ 2） 檢查各個(gè)模塊清單和相關(guān)器件是否齊全。 ? 小車框架 裝配 圖： 工位號(hào)： 20xx029 20 灰 度 傳感 器灰 度 傳感 器灰 度 傳感 器灰 度 傳感 器灰 度 傳感 器超 聲 波 傳 感 器主 板S 3 C 2 4 4 0電 壓 比 較 電 路車輪車輪電機(jī)電 機(jī)電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 電 路1 51 51 02 02 04 59 21 0 51 8 1 8攝像頭1 5 02101 02101 82 92 22 2光電開關(guān)傳感器光電開關(guān)傳感器底 盤4 54 53 51 5 01 5 07 04 11 54 54 51 8溫 度 傳感 器 小車裝配平面圖 車體安裝說明 ： 1 循跡模塊 1， 3mm 螺絲固定 2 循跡模塊 2， 3mm 螺絲固定 3 循跡模塊 3， 3mm 螺絲固定 4 循跡模塊 4， 3mm 螺 絲固定 5 循跡模塊 5， 3mm 螺絲固定 7 超聲波 測(cè)障 支架， 3mm? 2 螺絲固定 8 核心板放置位， 3mm? 4 螺絲固定， 6mm 銅柱對(duì)主板升高 工位號(hào)： 20xx029 21 9 左電機(jī) 3mm? 4 螺絲固定 10 右電機(jī) 3mm? 4 螺絲固定 11 紅外光電傳感器 3mm 螺絲固定 12 電壓比較電路 3mm? 2 螺 絲固定 ， 4mm 銅柱對(duì)其升高 小車接線圖： 2 3 9 10 11 12 13 18 19 28 25