設(shè)計方案
根據(jù)不同的顏色(黑、白)對光的反射強(qiáng)度不同，光敏電阻受不同強(qiáng)度光感應(yīng)阻值不同的特性。分別將兩電位器與兩固定電阻分壓后的電壓作為電壓比較器的基準(zhǔn)電壓，兩光敏電阻與兩固定電阻分壓后電壓作為電壓比較器的比較電壓，電壓比較器的輸出電流經(jīng)三極管放大后分別控制兩個電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。以達(dá)到轉(zhuǎn)向的目的，從而實現(xiàn)智能車按既定軌道行走。通過紅外傳感器檢測障礙實現(xiàn)避障報警功能(見圖1)。電路原理圖見圖2。
控制原理
①如圖2中電位器R12、R13、R17與R5、R6、R15組成分壓電路為電壓比較器提供基準(zhǔn)電壓，光敏電阻R1、R2、紅外接收器VD5與電R3、R4、R18組成比較電壓，發(fā)光二極管LED1、LED2與三極管T1、T2及電阻R9、R10組成轉(zhuǎn)向燈。發(fā)光二極管LED3、LED4與R7、R8組成光敏電阻的補(bǔ)光燈，紅外發(fā)射二極管VD6及電阻R16組成紅外發(fā)射源。R14、三極管VT5及蜂鳴器組成報警裝置。三極管VT3、VT4與電動機(jī)及電容組成動力部分。
②當(dāng)前方無障礙時。紅外接收器不能接收到紅外線呈高阻態(tài)，電壓比較器IC3輸出低電平，三極管VT5不導(dǎo)通。光敏電阻輸入電壓較高，電壓比較器ICl、IC2正常工作，蜂嗚器不響。當(dāng)前方有障礙時，紅外接收器接收到紅外線呈低阻態(tài)，電壓比較器IC3輸出高電平，三極管VT5導(dǎo)通，光敏電阻輸入電壓被拉低，電壓比較器lC1、IC2通向輸入端收入電壓較低，三極管VT3、VT4不導(dǎo)通，故小車不前進(jìn)同時蜂鳴器報警。
③正常行走時兩光敏電阻R1、R2都在強(qiáng)光區(qū)，阻值較小，電壓比較器IC1、IC2輸出高電平，兩個電動機(jī)都轉(zhuǎn)動，小車直線前進(jìn)，兩個轉(zhuǎn)向燈都不發(fā)光。當(dāng)小車
偏向軌道右側(cè)時，左邊的光敏電阻R1轉(zhuǎn)向弱光區(qū)，其阻值變大，相應(yīng)電壓比較器IC1輸出低電平，左邊電動機(jī)M1停止轉(zhuǎn)動，小車向左轉(zhuǎn)彎，同時左邊轉(zhuǎn)向燈LED1發(fā)光。當(dāng)小車偏向軌道左側(cè)時，右邊的光敏電阻R2轉(zhuǎn)向弱光區(qū)，其阻值變大，相應(yīng)電壓比較器IC2輸出低電平，右邊電動機(jī)M2停止轉(zhuǎn)動，小車向右轉(zhuǎn)彎，同時右邊轉(zhuǎn)向燈LED2發(fā)光。
④其中R17用來調(diào)節(jié)紅外線感應(yīng)距離，R12用來調(diào)節(jié)比較電壓大小，以實現(xiàn)感光靈敏度的調(diào)節(jié)。R13用來調(diào)節(jié)左右比較電壓的比值，使左右靈敏度一致，R11用來調(diào)節(jié)通過兩電動機(jī)的電流比值，使兩電動機(jī)的轉(zhuǎn)速一致。LED3、LED4用來補(bǔ)償光敏電阻所需光源，防止外界光照不均勻造成左右電動機(jī)轉(zhuǎn)速不一致，這樣即使在黑暗中小車也能正常行走。電容C1、C2用來穩(wěn)定電壓，防止電動機(jī)啟動和停止時過大的電流對其他元器件的干擾。
1.電路板焊接
由于電路板還是車架的一部份，所以電路板的焊接要做好電子元件的布置：兩個光敏電阻R1、R2和兩個補(bǔ)光燈LED3、LED4安裝在小車前面的兩側(cè)，并向下離地面5mm左右。兩個轉(zhuǎn)向燈LED1、LED2安裝在小車前面的兩側(cè)指向前方。紅外收發(fā)器VD5、VD6最好用成對反射型的，裝在前側(cè)面水平指向前方。電池最好裝在車體偏前側(cè)以增大小車驅(qū)動輪的摩擦力。其它元件要偏后一點(diǎn)以便安裝電池盒和驅(qū)動輪。注意后側(cè)中間還要裝萬向輪。
2.結(jié)構(gòu)部分制作
用通用電路板充當(dāng)車架，為了轉(zhuǎn)向更靈活最好使用前輪驅(qū)動，后輪只在中間裝一個萬向輪。電動機(jī)可以買帶有減速器的，也可以用廢舊玩具車的減速器自己安裝。為有效利用空間電池盒可分兩部分固定在電路板上下兩面。然后用導(dǎo)線串聯(lián)起來。其他結(jié)構(gòu)件制作和安裝可以充分發(fā)揮自己的想象創(chuàng)造自己的風(fēng)格。最后可以給小車制作一個漂亮的外殼。
如圖4，將玩具車減速器的輸入軸拔掉，將電動機(jī)的輸出軸插入原減速器輸入軸位置，然后將電動機(jī)與減速器外殼固定好(可用強(qiáng)力膠粘接)。選擇并截取適當(dāng)長度的筆芯，將其一端與玩具車減速器的輸出軸配合安裝，另一端與車輪配合安裝。然后將兩組組裝好的驅(qū)動輪對稱地粘接在車架上。小車底部結(jié)構(gòu)布置見圖5。
萬向輪裝在小車尾部的中間,小車外売采用仿真木制模型的廢料做成,將廢掉的木片裁成適當(dāng)長度材料,然后用白乳膠粘接而成。制作前最好先大概畫個圖,然后一邊粘接一邊修剪木料,以便得到適合的長度。小車外売完工圖見圖6。成品見圖7。
調(diào)試
1將小車放在空白的紙上,打開電源并調(diào)節(jié)電位器17使蜂鳴器不鳴。
2.調(diào)節(jié)電位器12使小車正常前進(jìn),轉(zhuǎn)向燈不亮。
3.調(diào)節(jié)電位器11使小車能1;fi直線行走。
4.將小車放在印有黑線的紙上,反復(fù)調(diào)節(jié)電位器12使小車在空白處正常前進(jìn)且轉(zhuǎn)向燈不亮,遇到黑線停止且轉(zhuǎn)向燈亮。
5.將小車放在空白的紙上的障礙物前,反復(fù)調(diào)節(jié)電位器17使小車在沒遇到障礙時正常行走且蜂鳴器不鳴叫,遇到障礙時停止且峰鳴器鳴叫。
6.重復(fù)3、4、5步壊直到小車能在固定軌道正常行走:能:沿既定軌道行走,轉(zhuǎn)彎處相應(yīng)轉(zhuǎn)向燈亮,通到障礙時停止且蜂鳴器報警,障礙消除后又能正常行走。
