智能循迹小车详细制作过程
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(穿山乙工作室)三天三十元做出智能车
基本设计思路:
1.基本车架(两个电机一体轮子+一
个万向轮)
2.单片机主控模块
3.电机驱动模块(内置5V电源输出)
4.黑白线循迹模块
0.准备所需基本元器件
1).基本二驱车体一台。(本课以穿山乙推出的基本车体为
例讲解)
2).5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红
色LED、1K电阻、10K排阻各一个;2个瓷片电容、排针40
个。
3).5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一
个;双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110
驱动芯片2个。
4).5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个;红外对管三
对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个。
一、组装车体
(图中显示的很清晰吧,照着上螺丝就行了)
二、制作单片机控制模块
材料:5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个;2个瓷片电容、排针40个。
电路图如下,主要目的是把单片机的各个引脚用排针引出来,便于使用。我们也有焊接好的实物图供你参考。(如果你选用的是STC98系列的单片机在这里可以省掉复位电路不焊,仍能正常工作。我实物图中就没焊复位)
三、制作电机驱动模块
材料:5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个;双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。
电路图如下,这里我们把电源模块与驱动模块含在了同一个电路板上。因为电机驱动模块所需的电压是+9V左右(6—15V 均可),而单片机主控和循迹模块所需电压均为+5V。
这里用了一个7805稳压芯片将+9V电压稳出+5V电压。
+9V
这是工作室做的电源+驱动模块,仅作参考
四、制作循迹模块
材料:5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个;红外对管三对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个。
LM324电压比较器工作原理:
该芯片内部有四组比较器,原理就是反相输入端Vi—与同相输入端Vi+的电压进行比较,若Vi+大于Vi—则比较器的输出端OUT输出高电平+5V;若Vi+小于Vi—则比较器的输出端OUT输出低电平0V;
TCRT5000红外对管工作原理:
工作时由蓝色发射管发射红外线,红外线由遮挡物反射回来被接收管接收。接收反射光线后的接收管呈导通状态,与一电阻串联即可构成一个由发射管控制的分压电路,由此可实现对遮挡物反射光线强度的检测。我们经常利用这一特性去实现黑白颜色识别。
在小车行驶过程中发射管不断地向地面发射红外光,当红外光遇到白色地面时发生漫发射,反射光被装在小车上的接收管接收;如果遇到黑线则红外光被吸收,则小车上的接收管接收不到信号。如图12轨迹识别电路所示,发射管(1、2端)与阻值为330欧姆的电阻串联发射红外线。接收管(3、4)与阻值为47K欧姆的电阻串联。在没有接收到反射光线时接收管截止呈高阻态,TX输出高电平。当接收管接收到反射光线时,接收管被导通,并且电阻远小于47K,TX输出低电平。
五、组装连接各模块
供电分配:
单片机主控模块5V
电机驱动模块7V-12V
黑白线循迹模块5V
电机驱动输入端分别接单片机的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3
(这里建议大家把电机驱动输入端接到单片机的P0上,因为P0口我们外接有上拉电阻,其他IO口虽然集成上拉电阻但驱动能力太弱,很不稳定。如果你把驱动输入端接到P0口仍不太受控,可以尝试将上拉电阻改为1K或更小的。)
循迹模块输出端分别接单片机的P1.0、P1.1、P1.2
注:分别对应右边的光电管输出端(从循迹板对应的右边光电管信号输出端接至单片机P1.0)、左边的光电管输出端(从循迹板对应的左边光电管信号输出端接至单片机P1.1)、前边的光电管输出端(从循迹板对应的前边光电管信号输出端接至单片机P1.2)
六、各种路线分析
七、小车运动状态设计
八、简单的三路循迹算法设计
源程序请到论坛智能车讨论区下载。
该算法仅供参考,(软件需要配合硬件不同的接法)具体程序代码应由实际情况调试得出!!!
源程序请到穿山乙工作室下载
链接地址:
/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=806&extra=page%3D1
左电机 P0.2 P0.3 LA LB 0 0 不转 0 1 前转 1 0 后转 1 1 不转 右电机 P0.0 P0.1 RA RB 0 0 不转 0 1 前转 1 0 后转 1 1 不转 单片机------电机驱动模块------小车 P0.2 P0.3 P0.0 P0.1
1 0 1 前进 1
0 1 0 后退 1
0 0 1 左转弯 0
1 1 0 右转弯