智能巡線小車設(shè)計(jì)報(bào)告-展示頁
2025-07-29 02:04本頁面
【正文】 白色地板對光線的反射系數(shù)不同，可以根據(jù)接收到的反射光的強(qiáng)弱來判斷“道路”。通常采取的方法是紅外探測法。紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。 方案論證與選擇 巡線模塊設(shè)計(jì)與比較 采用一體反射式紅外對管，所謂一體就是發(fā)射管和接受管固定在一起，反射式的工作原理就是接收管接收到的信號是發(fā)射管發(fā)出的紅外光經(jīng)過反射物的反射后得到的，所以使用紅外對管進(jìn)行循跡時必須是白色地板加黑色引導(dǎo)條。由于紅外光波比可見光長，因此受可見光的影響較小。反射式光電檢測器就是其中的一種器件，它具有體積小、靈敏度高、線性好等特點(diǎn)，外圍電路簡單，安裝起來方便，電源要求不高。 供電方案設(shè)計(jì)與比較 方案一： 采用兩個電源供電，將電動機(jī)驅(qū)動電源以及其周邊電路與單片機(jī)電源分別供電，由于單片機(jī)的電壓較低，而電機(jī)需要的電壓較高，容易使單片機(jī)電壓過高而損壞，使用兩個電池供電，可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，但是多一組電池，增加了小車的質(zhì)量，同時也增加了小車的慣性，降低了靈敏度。電源直接給單片機(jī)供電，通過單片機(jī)的IO口連接到電動機(jī)上，這樣輸出的電壓穩(wěn)定，同時也減輕了小車的質(zhì)量，使小車更加靈活。 從安全性考慮，我們選擇方案一。其驅(qū)動能力強(qiáng)，有過流保護(hù)功能，狀態(tài)監(jiān)測功能，通過PWM調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)：芯片驅(qū)動電流小，內(nèi)阻大，可能存在發(fā)熱嚴(yán)重的問題，不好加散熱片。缺點(diǎn)：存在均流不佳的問題，有礙提高整個裝置的輸出，甚至造成器件和裝置的損害。經(jīng)經(jīng)驗(yàn)比較，L298N驅(qū)動模塊運(yùn)行可靠，取得效果較好，而且電路的電氣性能和散熱性能較好，此設(shè)計(jì)選用L298N驅(qū)動模塊。但是他的轉(zhuǎn)換率比較低，受外界影響，尤其是溫度。用這種方法進(jìn)行檢測精確度高，誤差較小，安裝方便。 方案三：使用帶有編碼器直流電機(jī) 用這種方法就是簡單，直接計(jì)算出，而且精度高。 但根據(jù)我們的實(shí)際狀況，我們決定采用第三種方案。由于慣性，因車輪滑行造成的誤差較大。 方案二：反轉(zhuǎn)式 當(dāng)小車需要停車時給驅(qū)動電機(jī)以反轉(zhuǎn)信號，利用輪胎與跑道的摩擦力抵消慣性效應(yīng)。由于需要對小車進(jìn)行剎車，從而更加準(zhǔn)確的計(jì)算路程，故本系統(tǒng)中采用方案二。 穩(wěn)壓電源模塊主控芯片EKTM4C123GXLL298N減速電機(jī)光電傳感器電壓比較器 圖1 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖：用EKTM4C123GXL單片機(jī)、復(fù)位電路，時鐘電路：光電傳感器ST188:電機(jī)驅(qū)動芯片L298N、四個直流電機(jī)：雙路開關(guān)電源2. 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)及指標(biāo)計(jì)算 光電管探測模塊 紅外傳感器ST188簡介 含一個反射模塊（發(fā)光二極管）和一個接收模塊（光敏三極管）。A、K之間接發(fā)光二極管，C、E之間接光敏三極管（二者在電路中均正接，但要串聯(lián)一定阻值的電阻）。 圖4 ST188電路
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