循迹小车电路分析.ppt

2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 欢迎各位领导老师 光临指导！ 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 基于数字电路的 循迹小车电路分析 授课教师：王江明 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 掌握元器件的相关知识 理解循迹小车的工作原理 教学目标 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 引言 随着职业教育的完善和发展，学校把锻炼学生 的动手能力作为首要任务，而智能小车的制作生动 有趣还可以通过实践大大提高解决实际问题的能力， 另外智能小车还是一个很好的硬件平台，只要增加 一些控制电路就能完成循迹小车、救火机器人、足 球机器人、避障机器人、遥控汽车等。同时牵涉到 机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制甚至 单片机编程等诸多学科知识 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 一、基于数字电路的循迹小车的感性认识 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 二、电路组成中所涉及的元器件 固值电阻器（ 10） 电位器（ 2） 光敏电阻器（ 2） 发光二极管（ 4） 三极管（ 2） 集成电路（ 1） 减速电机（ 2） 开关（ 1） 电解电容器（ 2） 机械装置 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 1、外观检查 对于固定电阻器首先查看标志清晰，保护 漆完好，无烧焦，无伤痕，无裂痕，无腐蚀， 电阻体与引脚紧密接触等。对于电位器还应检 查转轴灵活，松紧适当，手感舒适。有开关的 要检查开关动作是否正常。 电阻器的检测 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 2、 万用表 检测 在测量中注意拿电阻的手不要与万用表 的两个引脚相接触，这样会使手所呈现的电 阻与被测电阻并联，影响测量准确。另外， 不能在带电情况下用万用表电阻挡检测电路 中电阻器的阻值。在线检测应首先断电，将 电阻从电路中断开，然后再进行测量。 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 固定电阻器 用万用表的电阻挡对电阻进行测量，对于 测量不同阻值的电阻选择万用表的不同倍乘 挡。对于指针式万用表，由于电阻挡的示数 是非线性的，阻值越大，示数越密，所以选 择合适的量程，应使表针偏转角大些 , 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 指示于 1/3 2/3满量程，读数更为准 确。若测得阻值超过该电阻的误差 范围、阻值无限大，阻值为 0或阻值 不稳 ,说明该电阻器已坏。 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 电位器的检测 首先测量两固定端之间电阻值是否正常， 若为无限大或为零欧，或与标称相差较大， 超过 误差 允许范围，都说明已损坏；电阻体 阻值正常，再将万用表一只表笔接电位器滑 动端，另一只表笔接电位器（ 可调电阻 ）的 任一固定端，缓慢旋动轴柄， 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 观察表针是否平稳变化，当从一端旋向另一 端时，阻值从零欧变化到标称值（或相反） ，并且无跳变或抖动等现象，则说明电位器 正常，若在旋转的过程中有跳变或抖动现象 ，说明滑动点现电阻体接触不良。在本小车 电路中起调节光敏电阻灵明度作用 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 光敏电阻器的测量 在无光照（用手或物遮住光）的情况 下万用表测得阻值大，有光照表针指示电 阻值有明显减小。若无变化，则 元件 损坏。 当红色 LED光投射到白色区域和黑色跑道 时因为反光率的不同，光敏电阻的阻值会 发生明显区别，便于后续电路进行控制。 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 发光二极管 本电路中所用的二极管是发光二极管， 分别为 5.0 型红外发光二极管和 3.0 型发 光二极管。 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 发光二极管检测 发光二极管具有单向导电性，使 用 R 10k档可测出其正、反向电阻。 一般正向电阻应小于 50k欧姆，反向 电阻应大于 200k欧姆。若正、反向 电阻均为零，说明内部击穿短路。 若正、反向电阻均为无穷大，证明 内部开路。 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 三极管 本电路所用三极管型号为 8550，它是一种低电压 ,大电流 , 小信号的 PNP型硅三极管 集电极 -基极电压 Vcbo： -40V ，工作温度： -55 到 +150 ，主要用途：开 关应用，射频放大。 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 LM393集成电路 LM393是双路电压比较器集成电路，由两个独 立的精密电压比较器构成。它的作用是比较两个 输入电压，根据两路输入电压的高低改变输出电 压的高低。输出有两种状态：接近开路或者下拉 接近低电平， LM393采用集电极开路输出，所以 必须加上拉电阻才能输出高电平。 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 LM393集成电路 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 减速电机 直流电机驱动小车的话必须要减 速，否则转速过高的话小车跑得太快 根本也来不及控制，而且未经减速的 话转矩太小甚至跑不起来，我们所用 的这种电机已经集成了减速齿轮，大 大降低了制作难度非常适合我们使用。 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 三、循迹小车电路分析 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 1、电路中各部分作用 电源部分：为各电路元器件提供工作电源。 传感器部分：通过光敏电阻，感知小车行驶情况， 为后续电路提供比较电压。 电压比较器部分：通过比较输入端的电压大小， 提供小车左转右转信号。 电机驱动部分：通过控制三极管的导通截止，驱 动减速直流电机转动，并使转向指示灯发光。 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 2、 电路工作原理 当光源射到白色物体和黑色物体上时的反光率是不同的， 我们这里用红色的 LED作为光源，光线通过地面反射到 光敏电阻上，通过检测光敏电阻阻值变化能判断小车是 否行驶在白色区域上，如果检测到是黑色跑道，说明小 车跑偏，这一侧的电机就会减速甚至停转这一侧的绿色 的 LED熄灭，驱动小车向相反方向行驶，这样小车就能 始终沿着跑道行驶了。 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 四、课堂小结 本节课同学们一方面学习了基于数字 电路的循迹小车电路工作原理，一方面进 一步加深了对元器件的认知和测量方法， 通过这节课，希望同学们在以后的学习中 更加锻炼自己的动手动脑能力。 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 五、实物演练，布置作业 1、通过观看循迹小车在地图上的运行情况， 请同学们思考循迹小车正常运行受哪几方面 影响？ 2、请同学们论述循迹小车的工作原理。 2010年 12月 12日 平凉信息工程学校电工电子教研室 感谢各位领导老师， 同学们！