半导体光电器件二研讨.ppt

光电智能小车系统设计 ----光电子技术基础 红外线辐射温度计外形 红外线辐射温度计外形 红外线辐射温度计用于食品温度测量 红外线辐射温度计在非接触体温测量中的应用 红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用 红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用（续） 光电智能小车系统项目 1.光电循迹、测速、避障； 2.环境光强监测； 3.红外遥控、无线遥控； 4.图像传输处理； 1小车循迹测速原理 2系统模块组成结构 3系统方案 1.1 小车循迹测速原理 黑色和白色路面对光的反射程度不同 白色反射程度强，而黑色反射程度弱 利用红外采集模块中的红外发射接收对管检测路面上的轨迹 将轨迹信息送到单片机 单片机采用模糊推理求出转向的角度和行走速度，然后去控制行走部分 最终完成智能小车可以按照路面上的轨迹运行。 3、系统方案 1.减速电机 ：采用PWM驱动方法，占空比越大、电机的速度越 快；电机驱动芯片可以采L298N、18200、MC33886  3.6 小车测速  3.7 小车避障 方案一：采用一只红外对管置于小车中。 方案二：采用二只红外对管分别置于小车的前端两侧，方向与小车前进方向平行，对小车与障碍物相对距离和方位能作出较为准确的判别和及时反应。 方案三：采用一只红外对管置于小车右侧。 方案四：一个红外对管在前，四个红外对管在旁。 6元左右 8元左右 成本 稍复杂，安装简便 所需元器件少，尺寸小，安装简便 硬件电路 不易受外界环境干扰 易受外界环境干扰 受外界环境干扰程度 1cm 1cm 精确度 0.10~4.00m 4~10cm 检测距离 超声波检测 红外检测 3.8 光源探测电路 二、环境光强监测 耳温仪 集成IC 温度测量 利用红色激光瞄准被测物（冷藏牛奶和面食） 一、循迹、测速、避障小车系统设计 电路设计复杂； 软件计算量大； 检测信息更新速率慢； 检测前瞻距离大 监测范围宽 检测道路参数多 摄像头检测/CCD 道路参数检测精度低 道路参数检测种类少 传感器个数较多 检测信息速度快 调试简单 成本低 红外检测 缺点 优点 道路检测方法 2、系统模块组成结构 红外对管 超声波传感器 红外对管 光敏电阻 光敏二极管、硅光电池 3.1 寻迹传感器模块 方案1：用光敏电阻组成光敏探测器。 方案2：用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。方案3：用光电对管： RPR220型、ST168、ST188型等 3.2 传感器的安装 P2.７ 图10 采集电路图 P2.６ P2.５ P2.４ P2.３ 1 1 0 0 0 右转 小车 偏左 1 1 1 0 0 后退 没在轨迹上 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 左转 小车 偏右 0 0 1 1 1 前进 轨迹居中 0 1 1 1 0 控制方法 小车状态 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 启动循迹模式 探测黑线 是否检测到黑线 判断处理程序 向左转 Turn left2 向左转 Turn left1 向右转 Turn right1 向右转 Turn Lright2 继续前进 N Y 小车循迹流程图 3.3 控制器模块 方案1：采用10节1.5V干电池供电，电压达到15V。 方案2：采用3节4.2V可充电式锂电池串联共12.6V。 方案3：电源采用双路开关电源。明伟牌D-30W双路开关电源。输出（5V、12V）。 自制电源：采用两片7812将电压稳压至12V后给直流电机供电，然后采用2576将电压稳至5V。 3.4 电源模块 3.5 电机及驱动模块 （1）电机选择：电机采用直流减速电机：减速比1:60 （2）电机驱动：专用芯片L298N 作为电机驱动芯片、 一片L298N可以分别控制两个直流电机 L298N外部引脚 L298N输入输出关系 2.伺服电机： 1.当高电平等于1.5ms时，两小车车轮处于停止 2.当高电平大于1.5ms时，车轮会逆时针旋转 3.当高电平小于1.5ms时，车轮会顺时针旋转 L298N电机驱动电路 方案1： 采用采用霍尔开关元器件A44E检测轮子上的小磁铁从而给单片机中断脉冲，达到测量速度的作用。 方案2： 采用红外传感器进行测速。 通过对方案1、方案2的比较其优缺点，综合多方面因素决定选用方案1，其原理图接线如图 仅左长 左长和左短