哈理工电子实习指导

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电子实习,智能循迹小车,1,一、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。,2,二、实习基地规则：,1.进入实习基地后按指定的实验台就位，未经许可，不得擅自挪换仪器设备。,2.要爱护仪器设备及其它公物，凡违反操作规程，不听从教师指导而损坏者，按规定赔偿。,3.未经指导教师许可，不得做规定以外的实验项目。,4.要保持实习室的整洁和安静，不准大声喧哗，不准随地吐痰，不准乱丢纸屑及杂物。,5. 必须严格按设备操作书的要求去使用设备，注意人身及设备安全，不要盲目操作。,3,三、题目,智能移动机器人制作,小车的硬件主要包括51单片机最小系统以及3大模块：,即电源模块、电机驱动模块、红外循迹模块、金属探测模块。,4,智能移动机器人简介,智能移动机器人平台以双电机轮式小车为底层移动平台，单片机为控制核心，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。,5,总体框图,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。,6,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，所谓一体就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。,红外探测检测到黑线输出低电平 0 v，检测白线为高电平 3.755v。,7,信号控制分析与循迹功能,首先根据P口的高低电位，判断检测到的信号，再根据所检测到的信号执行相应的命令，便实现了循迹控制的功能。,行驶直线的控制,：利用红外传感器的左右最外端俩个探头检测黑线，全白说明在道中间，没有偏离轨道，走直线；一旦右侧探管检测到黑线，说明小车外侧探头已跑出轨道，让车左拐；同理一旦左侧检测到黑线，说明左测探头已经出线，执行右拐命令。,8,9,红外模块器件清单,R1、R3、R5、R7、R9,151,贴片电阻5个,R2、R4、R6、R8、R10,103,贴片电阻5个,R11、R12、R13、R14、R15,152,贴片电阻5个,LM358 贴片3个,发光二极管贴片 5个,红外对管 2个,排阵 7针,10,驱动芯片,比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N，内部包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。,L298内部的,原理图,电机驱动模块,11,电机驱动模块,L298内部的原理图如下,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。,12,L298控制表,IN1,IN2,ENA,电机状态,x,x,0,停止,1,0,1,顺时针,0,1,1,逆时针,0,0,1,停止,1,1,1,停止,13,电机驱动模块原理图,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。,14,电机驱动电路板及器件清单,L298N 1个,5819 8个,二针插座 3个,排针 8个,15,金属探测模块,在此电路中，LC正弦波振荡电路工作在临界状态，产生一定频率正弦波，当无金属靠近电感时，LC正弦波振荡电路正常工作，无声光提示；当有金属靠近电感时，改变电感值，从而破坏LC正弦波振荡电路振荡条件，无正弦波输出，发出声光提示。,16,金属探测模块电路板及器件清单,17,电源模块,18,四、焊接与测试,具体焊接方法与器件识别进入实验室讲解,测试分单模块测试与整体测试,1 电源模块：接入电源后测量5V电压输出；调节电位器测量Pe输出变化,2 红外模块：接入5V电源，调节电位器使发光二级管接触白色时发光，黑线时灭。,3 金属探测模块： 接入5V电源与电感，测量对金属的反应未接触金属时LED灭，接触亮，通过电位器调节,4 电机驱动：检查二极管方向是否正确，引入不同的控制信号，测量输出电压变化,整体测试：按说明及标志接入电源和单片机，测试是否沿黑线行走。,19,元件识别方法,电阻,：由三位数组成ABC；计算方法：R=(A10+B)10,C,。例如“100”，其阻值应为（110+0)10,0,=10欧姆。,电容,：电容与电阻的计算方法相似，但贴片的瓷片电容上并没有数字标识，到时候我们会在电容上贴标签以作区分。瓷片电容读法：104=10*10,4,的4次方pF=0.1uF 。,20,电解电容,如图 所示，在电解电容的表面标注有容值和耐压值，例如100uF/16V，表示其容值为100uF，耐压值为16V。在PCB上表现为有阴影的一端为负，空白的一端为正。,21,LED,：如图 所示，LED灯有绿线或绿点的一端为反向端。在PCB板上表现为有尖的一端。,22,二极管,贴片二极管：如图 所示，二极管有黑色线条的一端为反向端。,23,芯片：,如图所示，有小圆点的一端为芯片的正方向，在PCB板上豁口的左边第一个引脚为芯片的1引脚。,焊接顺序，先贴片后插件。,24,五、实习报告要求,25,26,六、时间地点安排,何召兰,电气09-13,电子实习,1月4日,8:10-17:00,D704,刘正梅,电气09-17,电子实习,1月4日,8:10-17:00,D608,27,谢谢,28,