基于紅外光電傳感器的智能尋跡小車設(shè)計(jì)
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2．2 路徑識(shí)別模塊
單片機(jī)通過(guò)路徑識(shí)別模塊對(duì)路徑信息進(jìn)行采集，以實(shí)現(xiàn)小車尋跡的功能。系統(tǒng)選用RPR220型紅外反射式光電傳感器設(shè)計(jì)了路徑識(shí)別模塊。RPR220是一種一體化反射型光電探測(cè)器，其發(fā)射器是一個(gè)砷化鎵紅外發(fā)光二極管，接收器是一個(gè)高靈敏度硅平面光電三極管。紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光在遇到反光性較強(qiáng)的物體(表面為白色或近白色)后被折回，并被光電三極管接收到，引起光電三極管光生電流的增大，將這個(gè)變化轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)，就可以被處理器接收并處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反光性差別較大的兩種顏色(如黑自兩色)的識(shí)別。
光電傳感器檢測(cè)電路原理圖如圖2所示，當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出的光被反射回來(lái)被接收管接收時(shí)，三極管導(dǎo)通，此時(shí)構(gòu)成電壓比較器的LM324的同相輸入端電壓約為0，LM324的反相輸入端電壓取決于可調(diào)電阻R3的有效阻值，當(dāng)同相輸入端的電壓低于反相輸入端的電壓時(shí)，LM324輸出高電平，即Out為1，反之當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出的光沒(méi)被反射回來(lái)時(shí)，LM324輸出低電平，即Out為0。電壓比較器的靈敏度可以通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R3來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/161675.htm
智能車采用8對(duì)RPR220型紅外光電傳感器作為路徑識(shí)別元件，將其等間距安裝在智能車前部的傳感器板上，間距約為25 mm。在一定的對(duì)地垂直高度下，由于白色賽道和黑色引導(dǎo)線對(duì)于紅外線的反射強(qiáng)度不同，不同位置處紅外接收管接收到的紅外光強(qiáng)會(huì)存在較大差異。因此通過(guò)單片機(jī)讀取LM324的輸出電平就能檢測(cè)出黑線位置，從而判斷行車方向。
2．3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
系統(tǒng)選用工作電壓為直流7．2 V的RS-380直流電機(jī)提供動(dòng)力，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊是控制小車驅(qū)動(dòng)電機(jī)加速運(yùn)行與減速制動(dòng)的核心，因此驅(qū)動(dòng)芯片的選擇十分重要。系統(tǒng)選擇了飛思卡爾公司的MC33886集成H橋驅(qū)動(dòng)芯片。作為一個(gè)單片電路H橋，MC33886是理想的功率分流直流電機(jī)和雙向推力電磁鐵控制器。它工作電壓從5～40 V，能夠控制連續(xù)感應(yīng)直流負(fù)載上升到5．0 A，PWM信號(hào)頻率可達(dá)10 kHz；內(nèi)部集成短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等模塊，安全性高；兩路獨(dú)立輸入控制兩個(gè)半橋的推拉輸出電路的輸出，兩個(gè)無(wú)效輸入使H橋產(chǎn)生三態(tài)輸出。
MC33886驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖3所示，將單片機(jī)的兩路PWM輸出接到MC33886芯片的IN1、IN2腳，通過(guò)改變兩路PWM波的占空比控制電機(jī)兩端電壓，調(diào)節(jié)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢，從而實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動(dòng)。
評(píng)論