电动智能小车实训报告
实训目的:
这次设计智能小车的目的是为了掌握电路设计的方法和技巧.如何将学习到的理论知识运用到实际当中去,怎样能够活学活用,深入的了解电子元器件的使用方法,了解各种元器件的基本用途和方法,能够灵活敏捷的判断电路中出现的故障,学会独立设计电路,积累更多的设计经验 ,加强焊接能力和技巧,完成基本的要求.并能完美的完成这次实训.
根据老师给的控制要求,和自己的发挥扩充能力,独立的,大胆的去实践,开拓创新,能够将自己的想法体现到实际电路当中去.
实训日期:
2005年11月21日~2005年12月9日
实训地点:
单片机实验室和电子3031教室
技能训练:
掌握基本的电路设计方法和技巧,能够独立的分析解决一般性质的问题.巩固单片机基本的知识,加强理论与实践的结合能力.能够分析一般性的电路,了解各种元器件的基本用途和方法,积累更多的设计经验 ,加强焊接能力和技巧.
实训进程:
11月21日 讲解电动小车总体方案是设计
11月22日~11月23日 机械部分的制作与组装
11月24日~11月30日 电路部分的设计,制作,调试,与组装
12月 1日~12月 2日 整机组装与裸机测试
12月 5日~12月 7日 控制程序的编制与调试
12月8日 编写实训报告
12月9日 实训考核,成绩评定
方案论证,
1.寻迹检测方案的选择
探测路面黑线的基本原理:光线照射到路面并反射,由于黑线和白纸对光的反射系数不同,可以根据接收到的反射光强弱来判断是否是黑线.利用这个原理,可以控制小车行走的路迹.下面几种可行的方案是根据本原理设计的:
方案一:采用普通的发光二极管及光敏电阻组成的发射接收方案,如图1-1所示.其工作原理:当无光照时,光敏电阻呈现高阻状态,又分压公式可知,电阻R2无压降三极管截止,三极管的集电极输出高电平;反之,当有光照的时候,光敏电阻接收到反射的光,其阻值下降,由分压公式,R2有压降三极管导通,输出低电平,利用高低电平可以判断控制小车的形程和方向.本方案能达到基本的控制要求,但是它的缺点在于容易受到外界光线的干扰,不易于控制小车的行迹,损坏了信号采集的效果.主要是因为可见光的反射效果跟地表的平坦程度,材料的反射情况有关直接影响到检测效果.
1-1发光二极管及光敏电阻组成的发射接收方案
方案二:脉冲调制的反射式红外发射接收器.由于采用该有交流分量的调制信号,侧可大幅度减少外界干扰;另外红外发射接收管的最大工作电流取决于平均电流.如果采用占空比小的调制信号,再平均电流不变的情况下,瞬时电流很大(50~100mA),则大大提高了信噪比.并且其反应灵敏,外围电路也很简单.如图1-2所示.它的优点是消除了外界光线的干扰提高了灵敏度,制作比较简单.
1-2脉冲调制的反射式红外发射接收方案
由以上两种方案比较可知.方案二要比方案一优势大,市场上很多红外观点探头也都基于这个原理.其电路简单,工作可靠,性能比较稳定.从而避免了电路的复杂性,因此我先用方案二作为小车的监测系统.
2.电动机的选择
市场上用很多种类的小电压直流电动机,很方便的选择到.主要有普通电动机,和步进电动机.
方案一:采用步进电机,步进电动机的一个显著的特点就是具有快速启动和停止能力,能够达到我们所要求的标准.如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值,就能够立即是步进电机启动或反转.其转换灵敏度比较高.正转,反转控制灵活.但是步进电机的价格比较昂贵,对于我们的现状相差太远.
方案二:采用普通的直流电机.直流电机具有优良的调速特性,调速平滑,方便.调整范围广;过载能力强,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无极快速启动,制动和反转.能满足各种不容的特殊运行要求.
由于普通直流电机价格适宜,更易于购买,并且电路相对简单,因此建议采用直流电机作为动力源.
3.电动机驱动方案的选择
方案一:采用电路网络或数字电位器调整电动机的分压,从而达到调整速度目的.但是组织网络只能是先有极调速,而数字电阻的元器件价格比较昂贵,且可能存在于干扰.更主要的问题在于一般电动机的电阻比较小丹电流很大,分压不仅会降低效率,而且实现很困难.
方案二:采用继电器对电动机的开关控制,通过控制开关的切换速度实现对小车的速度进行调整.这个电路的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间长,易于损坏,寿命较短,可靠性小.

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