小车制作过程注意事项.docx

1. 使用多个传感器，考虑到小车由于惯性过大会依旧偏离轨道，再次对小车的运动进行纠正，从而提高了小车循迹的可靠性。2. ST168采用高发射功率红外光、电二极管和高灵敏光电晶体管组成，采用非接触式 检测方式。ST168的检测距离很小，一般为815毫米，因为8毫米以下是它的 检测盲区，而大于15毫米则很容易受干扰。笔者经过多次测试、比较，发现把传 感器安装在距离检测物表面10毫米时，检测效果最好。降低干扰，而且方便可行，能够准确的实施检测。在比较器的的外围电 路中，负端电压输入应该设置为可调电阻，调节比较器的门限电压，经示波器观 察，输出波形相当规则，可以直接通过单片机处理。光电对管的个数是3个还是4个，两边个一个，中间一个，还是两边个两个， 一组做检测，另一组做纠正。3. 从单片机输出的信号功率很弱，即使在没有其它外在负载时也无法带动电机，所以 在实际电路中我们加入了电机驱动芯片提高输入电机信号的功率，从而能够根据需 要控制电机转动。该器件具有外围电路简单、稳定性高等特点4. 在采用电机驱动模块的时候由于电机供电与单片机供电之间的差异，供电问题需要 考虑好。5. 在测试有过程中出现的不稳定的现象，经过分析可能是环境影响为主要原因。 一个是跑道表面可能不干净，别外一个就是光照强度的变化等。别外的原因 也可能是硬件部分有接触不良或是电源不稳定造成。但是经过多次的测试， 完成率可以达到90%以上。6. 除了循迹功能外还可以加上一些灭火功能（光传感，风扇，光耦合继电器）， 自动避障功能（红外发射和采集，DAC），避障采用红外线收发来完成，单 片机调制后发射，趋光部分通过3路光敏二极管对光源信号的采集，再经过开始调试，发现所有的开关器件很难稳定地给单片机送正确值，只有当更换新电池或小车刚 刚启动时才会很准确，经过思考，这都是开关元件消耗电量很大的原因，一旦电池电量不足 其工作将会萎靡不振，于是我们将所有开关器件划成一个部分，由一块电池专门供电。在前轮PWM驱动转向电路运行中，我们发现，电机只给一个转向力，但保持长期转向 时，电机的转动由于受到强行制动而处于一种相对静止的状态，导致PWM驱动电路产生大 量的热量，我们既利用软件使其尽量减少长期单向转动状态，又在硬件上，在PWM驱动板 上涂上了一层散热胶，即使发热，也不会烧坏PWM驱动电路。在安装上避障用光电开关之后，其与其它所有开关元件共用同一电源，在运行时发现三 个用于寻迹用的开关元件不能全部正常工作了，据分析，避障用光电开关由于探测距离远， 功率大，很可能影响其他元件改用单一电源供电后，小车正常工作。在所有电源开启后，系统即进入6秒钟倒计时状态，6秒钟倒计时完毕之后，有时后轮 电机不能正常启动。经分析，这是属于正常情况，因为其启动需要克服很大的惯性，而其电 源又不能在瞬间提供很大的电流，所以就没有动静。此时，关掉单片机电源，再重新打开后 即可进入正常状态去正常运行。蟀鸣器提示终止寻光电路图如下:9. 整机焊接完毕，首先对硬件进行检查联线有无错误，再逐步对各模块 进行写入电机控制小程序，调试10. ，上电后对系统进行初始化，接着控制电机使小车向前行驶，突然发 现系统即刻进入外部中断1，重复多次测试，结果都是自动进入该中断。推断是 由刚上电时电机起动所引起，为了避免上电瞬间的影响，在启动小车后延时几毫 秒，再开外部中断，结果问题解决。允许的话应采用双电源供电，即电机和电路 应分开供电，L293D与单片机之间采用隔离信号控制。这样就不会出现小车启动 时程序出错和数码管显示闪动的问题11. 此套红外光电传感器固定在底盘前沿，贴近地面。正常行驶时，发射管发射红外 光照射地面，光线经白纸反射后被接收管接收，输出高电平信号；电动车经过黑线时， 发射端发射的光线被黑线吸收，接收端接收不到反射光线，传感器输出低电平信号后送80c51单片机处理，判断执行哪一种预先编制的程序来控制玩具车的行驶状态。前进时， 驱动轮直流电机正转，进入减速区时，由单片机控制进行pwm变频调速，通过软件改变脉 冲调宽波形的占空比，实现调速。最后经反接制动实现停车。前行与倒车控制电路的核心 是桥式电路和继电器。电桥上设置有两组开关，一组常闭，另一组常开电机驱动模块pi6I910VCCTIN1xrccIN2VCIN3EST4OUTiOUT2EN1OUT.tEN2OUT4GNDCJNIJGNI)ONDL293DL6TS-5V PJT_L循迹模块Optai=4lAtDil光电对管原理图用定时器中断来检测光电对管的检测状态， 从而判断出小车应该往哪个方向行走。流程图如，经LM393电&比较器 送单片机控牲昭若用其他草 74LS14，电路也更加简单。红外线发射接受电路原理图如图2所示。采用红外线避障方法，利用一管发射另一管接收，接收管对外界红外 线的接收强弱来判断障碍物的远近，由于红外线受外界可见光的影响较大，因此 用250Hz的信号对38KHz的载波进行调制，这样减少外界的一些干扰。接收管 输出TTL电平，有利于单片机对信号的处理。采用红外线发射与接收原理。利用 单片机产生38KHz信号（38kHz方波可用8751的定时器T1产生）对红外线发射管进行 调制发射，发射距离远近由RW调节，本设计调节为10CM左右。发射出去的红外 线遇到避障物的时候反射回来，红外线接收管对反射回来信号进行解调，输出 TTL电平。利用单片机的中断系统，在遇障碍物时控制电机并使小车转弯。由于 只采用了一组红外线收发对管，在避障转弯方向上，程序采用遇障碍物往左拐方 式。如果要求小车正确判断左转还是右转，需在小车侧边加多一组对管。外界对 红外信号的干扰比较小，性价比高。调试时主要是调制发射频率为接收头能 接收的频率，采用单片机程序解决。发射信号强弱的调节，由可调精密电阻调节。23-JT-VCC 5V图2红外线发射接受电路原理图小车电机为直流减速电机，带有齿轮组，考虑不需调速功能，采用电机 驱动芯片L293D。L293D是著名的SGS公司的产品。为单块集成电路，高电压， 高电流，四通道驱动，设计用来接收DTL或者TTL逻辑电平，驱动感性负载（比 如继电器，直流和步进马达），和开关电源晶体管。内部包含4通道逻辑驱动电路。其额定工作电流为1A，最大可达1A，|_.电压应J该比匕最泌电 压商大否则有时会出现美控现象稣曰苴咛。表1是其使能、输入引脚和输出引脚的逻辑关系。表1 引脚和输出引脚的逻辑关系EN A（B）机运行情况IN1 （IN3）IN2 （IN4）H电HL正转HLH反转H同 IN2 （IN4）同IN1（IN3）快速停止LXX停止L293D可直接的对电机进行控制，无须隔 离电路。寻光再通过A/D转换电路转换成数字量送入单片 机，单片机再对读入的几路数据进行存储、比较，然 后发出命令对外围进操作允许的话应采用双电源供电，即电机和电路 应分开供电，L293D与单片机之间采用隔离信号 控制。这样就不会出现小车启动时程序出错和数 码管显示闪动的问题够检测黑彳LM324系列与牛为价格4便宜的带有真差动§输入的四运算放大与梏。该四放大与梏可以工作在4任到3.0 W'犬或者高到32 4'犬的电源下，共模4围包括负电源，因而消除了在许管脚连接图（俯视图）它的电阻4值很高，当受到U1光照时，其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻4值下降。再经由因三个光彳光敏电阻各自分压而构成两号。N电路图如图6）所示。两万向两个标准，产生两个标准TTL电平。电压蛤A次L电也7L，状轴出/wv7及7V - 40V伽V for HV).NREGLLATEDULDbACKDC INPUTLM2576/LM2576HV-5.0OUTPUTGNDDI1N5S22_ 1 on/off100 声 H + 5VREGULATED*OUTPUTCT 3A LOAD1C00 pF金属片检测及铁片搬运该检测部分采用了电感式接近开关LJ12A34Z/BX,该电感式接近开关共三个 接口：接地，接电源，另一个为输出，其有效测距为4 mm，可以满足本设计小 车的设计需求。电感式接近开关LJ12A34Z/BX与两个电磁铁结合完成铁片检测及 搬运。两个电磁铁串联，由一个三极管（当作控制开关）与其相接，用SPCE061A 的一个I/O 口输出信号来控制电磁铁的通、断。其原理图如图3-4所示：图3-4铁片检测及吸铁电路程序流程I外部中断1 （检测铁块）当感式接近开关LJ12A34Z/BX检测到铁片的时候，单片机马上响应外部中 断，然后调用寻光子函数，同时发出声光报警。流程图如图3-8所示：图3-8外部中断1流程图计数方式2Hz中断当启动键按下之后，小车开始运行，时间开始计时。通过用2Hz的中断的计 数来实现计时，其流程图如图3-10所示：图3-10 2Hz中断流程图