智能小車(chē)是集微處理器技術(shù)、傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)等多種技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)，目前，智能小車(chē)在軍事、民用及科學(xué)研究等領(lǐng)域都已得到廣泛的應(yīng)用。更是受到眾多電子類(lèi)競(jìng)賽的青睞，如全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽、飛思卡爾智能車(chē)大賽等；比賽中的思路及創(chuàng)新對(duì)實(shí)際應(yīng)用的發(fā)展也起著重要作用。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

　　智能小車(chē)采用最簡(jiǎn)單的三極管開(kāi)關(guān)電路構(gòu)成電平轉(zhuǎn)換電路，設(shè)計(jì)成一款多功能的傳感器模塊。此方案成本低，擴(kuò)展方便；而且此電路可以用引線連接不同的光電傳感器，將智能車(chē)要完成的其它功能結(jié)合在一起。

　　2 原理設(shè)計(jì)

　　在小車(chē)中應(yīng)用的傳感器，無(wú)論是尋跡、檢測(cè)路程還是避障都可以應(yīng)用紅外線實(shí)現(xiàn)。只是應(yīng)用的傳感器形狀和原理略有不同。尋跡和避障要用反射式。而檢測(cè)路程要用直接接收式。我們可以用U形槽狀的光電傳感器。令傳動(dòng)齒輪通過(guò)凹槽，齒輪上開(kāi)一孔。每當(dāng)該孔通過(guò)槽體，槽體一側(cè)發(fā)射管的紅外線將無(wú)阻擋地射到接收管上，產(chǎn)生一脈沖信號(hào)。根據(jù)產(chǎn)生信號(hào)的次數(shù)，還有齒輪一周與車(chē)行進(jìn)路程的關(guān)系，便可用程序計(jì)算出小車(chē)行駛的路程。

　　幾種傳感器雖接通方式不同，但它們接收到信號(hào)后，都要經(jīng)過(guò)同樣的處理過(guò)程。就是把一個(gè)變化的不穩(wěn)的電壓轉(zhuǎn)換成一相對(duì)穩(wěn)定的電平信號(hào)。可把這三種傳感器的處理電路做在同一塊板上，此塊板主要作尋跡模塊，尋跡用的光電傳感器都可布在上面。檢測(cè)路程和避障則可留出插針，用杜邦線連接，置于任何位置。功能框圖如圖1所示。

　　3 電路設(shè)計(jì)

　　具體電路設(shè)計(jì)見(jiàn)圖2.以圖左半部分為例，當(dāng)TCRT5000下面無(wú)黑線時(shí)，紅外線能正常反射，接收管可以接收到信號(hào)并導(dǎo)通，此時(shí)NPN三極管導(dǎo)通，指示燈亮并向單片機(jī)提供高電平。反之當(dāng)光電傳感器下面有黑線時(shí)，NPN三極管關(guān)斷，單片機(jī)得到低電平信號(hào)。通過(guò)調(diào)節(jié)102的可調(diào)電阻，可以調(diào)整發(fā)射強(qiáng)度，下面100Ω電阻作為防燒毀的限流電阻。這是一張簡(jiǎn)化的原理圖，圖中左半部的電路同樣可以視需要的尋跡器個(gè)數(shù)擴(kuò)展任意多個(gè)。本設(shè)計(jì)用五只TRCT5000來(lái)尋跡，對(duì)應(yīng)輸給單片機(jī)插口的7-3號(hào)腳，這樣可分別接避障模塊和路程檢測(cè)模塊。

　　圖3為單面布板參考圖。

　　4 注意事項(xiàng)

　　調(diào)節(jié)可調(diào)電阻可以改變發(fā)射強(qiáng)度，使得傳感器在一定高度時(shí)也可以得到反射信號(hào)。曾經(jīng)試過(guò)在某一個(gè)高度時(shí)有的指示燈亮，有的指示的不亮。由于光電傳感器的個(gè)體差異導(dǎo)致這樣的情況是可能的。調(diào)節(jié)電阻使指示燈發(fā)光即可。這樣既可以顯示出當(dāng)前黑線的位置狀態(tài)，又可以在反射面比較差的條件下了解是不是有個(gè)別傳感器不起作用。

　　在使用該模塊的時(shí)注意傳感器距離反射面的高度以及光電傳感器的排列樣式。本設(shè)計(jì)采用一字型。也有采用菱形、M字形的。根據(jù)具體賽道加以分析。

　　反射面的形態(tài)對(duì)這類(lèi)傳感器絕對(duì)是個(gè)大的考驗(yàn)。曾經(jīng)有這樣的慘痛經(jīng)歷：智能車(chē)在制作和調(diào)試的過(guò)程中，都是在地磚上粘上黑色膠帶來(lái)完成的，結(jié)果測(cè)試時(shí)場(chǎng)地是白紙粘上膠帶，這樣造成了小車(chē)一些傳感器的不適應(yīng)，導(dǎo)致測(cè)試失敗。所以在制作階段就要按組委會(huì)標(biāo)準(zhǔn)仿制場(chǎng)地。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　智能車(chē)在電子競(jìng)賽中的意義不僅在于它的精彩紛呈，競(jìng)賽的思路和方案更可以用于生產(chǎn)和生活中。如一些管道機(jī)器人、救援機(jī)器人、圖書(shū)館或辦公室資料自動(dòng)運(yùn)送車(chē)等。

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