智能小车循迹报告2.docVIP

电子技术电子实习报告 智能寻迹小车制作 学 院： 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 完成时间： 成 绩： 评阅意见： 评阅教师 日期 电子实习—智能寻迹小车 实验目的 （1）．利用所学过的基础知识，通过本次电子实习培养独立解决实际问题的能力； （2）．巩固本课程所学的理论知识和实验技能； （3）．掌握常用电子电路的一般设计方法，提高设计能力和实验、动手能力，为 今后从事电子电路的设计、研制电子产品打下基础。 实习内容、安排 智能寻迹小车的制作，智能移动机器人平台以双电机轮式小车为底层移动平台，简单控制模块为控制核心，通过红外探测模块实现对行车路线的感知，电机驱动模块实现对直流电机的驱动控制，从而完成自动行驶的功能。 实习过程分为以下几个步骤： （1）.硬件方面：焊接红外模块、驱动模块L298N、单片机模块并且应用合适的发动机和轮子，合理安排空间组装小车； （2）.软件方面：编写能够使小车循迹的程序； （3）.调试过程：软件与硬件的配合，调节红外模块的灵敏度，最终实现小车循迹的功能； （4）.实现小车功能后，整理制作小车过程的思路，写实习报告。 实习的具体实现 系统概述 整个循迹小车可以分为几个部分，电源模块、红外模块、驱动模块、控制模块。电源模块为整个小车提供能量，红外模块负责探测前方的路线，根据前方地面的亮暗区分路线，控制模块接收到红外模块探测到的信息，并且传给驱动模块，驱动模块驱动发动机，进而使小车呈现不同的运动状态，实现小车智能循迹的过程。进一步也可以根据实际需要进行多模块扩展。使用金属探测模块完成对金属物体的探测，拓展超声波模块实现避障、测距功能，利用测温模块感知环境温度，采用无线传输模块实现数据的传输及无线遥控等。 2．单元电路设计与分析 ?? （1）红外循迹模块： 智能机器人小车的设计中我们使用的是一体反射式红外对管，所谓一体???是发射管和接受管固定在一起，反射式的工作原理就是接收管接收到的信号是发射管发出的红外光经过反射物的反射后得到的，所以使用红外对管进行循迹时必须是白色地板加黑色引导条。 电路由一组红外对管、电位器、运算放大器和电阻组成的，R1起到限流的作用，用来控制反光管发出红外信号的强弱。接收管实际上是一个光敏三极管基极的光电流经过放大后流经电阻R2产生电压与电位器调节后得到的电压进行比较。A1与电阻组成一个比较器。在有红外信号返回时OUT端输出高电平，反之输出低电平。 （2）电机驱动模块： OUT1与OUT2与小车的一个电机的正负极相连，OUT3与OUT4与小车的另一个电机的正负极相连，单片机通过控制IN1与IN2,IN3与IN4分别控制电机的正反转。ENA与ENB分别控制两个电机的使能。 L298有两路电源分别为逻辑电源和动力电源，上图中6V为逻辑电源， 12V为动力电源。J4接入逻辑电源，J6接入动力电源，J1与J2分别为单片机控制两个电机的输入端，J3与J5分别与两个电极的正负极相连。ENA与ENB直接接入6V逻辑电源也就是说两个电机时刻都工作在使能状态，控制电机的运行状态只有通过J1与J2两个接口。由于我们使用的电机是线圈式的，在从运行状态突然转换到停止状态和从顺时针状态突然转换到逆时针状态时会形成很大的反向电流，在电路中加入二极管的作用就是在产生反向电流的时候进行泄流，保护芯片的安全。 （3）电源模块： LM2596 开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出 3A 的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。固定输出版本有 3.3V、5V、12V， 可调版本可以输出小于 37V 的各种电压。 该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为 150KHz，与低频开关调节器相比较，可以使用更小规格的滤波元件。由于该器件只需 4 个外接元件，可以使用通用的标准电感，这更优化了 LM2596 的使用，极大地简化了开关电源电路的设计。 LM2596 开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出 3A 的驱动电流，同时具有很好的线性和 负载调节特性。固定输出版本有 3.3V、5V、12V， 可调版本可以输出小于 37V 的各种电压。 该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为 150KHz，与低频开关调节器相比较，可以使用更小 规格的滤波元件