基于光電傳感器電路的迷宮機(jī)器人設(shè)計(jì)
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3．1 傳感器電路
傳感器電路是獲知迷宮信息的主要途徑，其電路設(shè)計(jì)的好壞直接影響著機(jī)器人的工作。一般來說，傳感器電路由控制電路、發(fā)射管、接收管和信號(hào)處理電路構(gòu)成。陽光譜中含有紅外成分，所以在迷宮機(jī)器人中要想方設(shè)法將紅外光譜消除，才能保證迷宮機(jī)器人的正常運(yùn)行。
本設(shè)計(jì)使用了5路傳感器，分置于迷宮機(jī)器人的正前、偏左45°、左側(cè)、偏右45°、右側(cè)。每一路的打開與關(guān)閉由處理器控制，如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/169059.htm
本設(shè)計(jì)中的傳感器電路如圖3所示。CTR1為傳感器的開關(guān)控制口，CTR1置高時(shí)，發(fā)射管兩端沒有電壓差，所以傳感器不會(huì)對外發(fā)射紅外信號(hào)；CTR1置低時(shí)，發(fā)射管和傳感器均工作，對外發(fā)射紅外光譜信號(hào)。當(dāng)發(fā)射的紅外光譜經(jīng)迷宮墻壁發(fā)射反射回迷宮機(jī)器人時(shí)，接收管會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。此時(shí)，RPR220的3號(hào)端口的電阻將該端的電動(dòng)勢拉高。如果電流增大，那么3號(hào)端口輸出的地電動(dòng)勢也會(huì)相應(yīng)增大，從而實(shí)現(xiàn)對迷宮環(huán)境的信息探測。
3．2 傳感器電路的使用
從前面的分析可以知道，傳感器采集信號(hào)時(shí)存在著陽光干擾。在設(shè)計(jì)期間，我們也進(jìn)行了相應(yīng)的干擾實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，陽光的干擾十分強(qiáng)烈，完全可以使得紅外傳感器失去作用。因此，在傳感器電路的使用過程中必須考慮陽光對光電傳感器的干擾，可從硬件和軟件兩方面去消除陽光的影響。
在本設(shè)計(jì)中，采用了軟件消除誤差的方法。首先，CTR1置高，也就是傳感器發(fā)射管處于關(guān)閉狀態(tài)。這時(shí)使用處理器的A／D采集模塊對接收管的信號(hào)進(jìn)行采集，作為基值A(chǔ)D1。然后，將CTR1置低，將發(fā)射管打開，再一次用處理器的A／D采集功能進(jìn)行信號(hào)采集。這時(shí)采得的數(shù)據(jù)為AD2，是反射光譜和陽光紅外譜的混合信號(hào)，而真正的A／D值應(yīng)為AD=AD2-AD1。軟件消除陽光紅外光誤差的流程如圖4所示。
本設(shè)計(jì)采用MC9S12DG128處理器的PB0～PB4控制5個(gè)傳感器的開斷。實(shí)驗(yàn)表明，軟件消除陽光紅外光誤差的方法效果較好。
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