无线遥控循迹小车设计方案

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1、无线遥控循迹小车设计方案1方案设计与论证本次竞赛要求制作的小车能够循黑线前进并且达到竞速的目的，而且要显示走过的时间和速度。并且有按键起车与声光语言提示。根据题目的要求，我们组设计了以下几种方案并对各方案进行了论证与分析。1.1电机驱动部分论证与分析方案1：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。但是电阻络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格昂贵。更主要的问题在于一般电动机的电阻较小，但电流很大；分压不仅会降低效率，而且很难实现。方案2：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。方案的优点是电路较为简单

2、，缺点是继电器的响应时间慢，机械结构易损坏，寿命较短，可靠性不高。方案3：采用达林顿管TIP4组成的PWM电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的状态，精确调整电机转速。方案4：采用L298N来控制电机的正转和反转来实现小车的前进和后退，并且如果再利用上PWM，就可以实现整车的加速与减速，精确小车的速度。基于上述理论分析，拟选择方案4。1.2传感器探测部分论证与分析方案1：用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。因此光敏电阻在白线和黑线上方时，

3、阻值会发生明显的变化。将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。因此我们考虑其他更加稳定的方案。方案2：用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。这样自己制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求，但是工作不够稳定，且容易受外界光线的影响，因此我们放弃了这个方案。方案3：用RPR220型光电对管。RPR220是一种一体化反射型光电探测器，其

4、发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。简单实用，特别适合我们这次的制作。基于上述理由我们选择了方案3。191.1电机部分论证与分析方案一：采用直流电机直流电机速度快，价格便宜，通过调节电流来改变速度，驱动电路简单，调速范围广，调速特性平滑。但其转距小，带有大负载时很容易堵转；而且由于其速度较快，不易控制，精确度低，不适合应用在本题。方案二：采用步进电机步进电机是一种能将电脉冲转化为角位移的机构，通过控制脉冲个数来控制角位移量，通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，其精确度高，但控制相对较繁琐。方案三：采用减速电机

5、减速电机也是通过控制电流来改变速度的，而且其内部有减速齿轮箱，转距大，而且易控制，速度较步进电机快。通过分析题目要求，减速电机可以达到题目要求的精度，而且价格适中，控制简单。综上所述，我们决定采用方案3——减速电机。1.2显示部分论证与分析方案1：使用数码管显示。数码管显示具有亮度高，色彩选择多的优点，但是数码管占用I/O资源多，控制复杂，功耗较大，显示信息量较少且单一。方案2：使用1602液晶屏显示。液晶显示驱动简单，易于控制，功耗小，且显示信息量大，可以直观地观测到小车的位置及速度信息。基于上述理论分析，我们决定选择方案2。1.3电源部分论证与分析方案1

6、：采用2节4.2V可充电式锂电池串联共8.6V给直流电机供电，经过7805的电压变换后给支流电机供电，给单片机系统和其他芯片供电。但由于电压不太够，价格昂贵，因此，我们放弃了。方案2：采用:9V蓄电池为直流电机供电，将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。但蓄电池的体积过于庞大，使用极为不方便。方案3：采用3节3.7V锂电池供电，电压达到11v，经7805稳压后给支流电机供电，给单片机系统和其他芯片供电。但价钱还是太贵。基于上述理论，我们选择方案2。1.4控制单元部分论证与分析方案1：采用纯数字

7、电路19该方案外部检测采用光电转换，系统控制部分采用数字电路译码对小车电动机两端电压调整，来控制小车的运行。时间和行程用加法器进行计数。此系统的设计将会使电路过于复杂，调试时需要改变硬件电路，机动性差。方案2：用单片机控制用光电检测不同的信号，并经单片机对其处理，传送给L298信号，使其控制电机的正转和反转。通过单片机内部定数器/计数器进行定时、计数，在用单片机串行输入/输出口进行显示控制。此方案电路成熟、工作稳定、容易实现控制。为能更好的实现题目的各种设计要求，所以我们选用第二种方案。用单片机进行控制。其工作框图如下：开始光电检测STC89C52小车正反转

8、显示路程显示速度单片机控制工作图1原理分析与硬件电路