利用Arduino控制板的光引导运动小车设计_崔才豪

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1、DOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.2011.09.017利用Arduino控制板的光引导运动小车设计崔才豪，等利用Arduino控制板的光引导运动小车设计DesignoftheLight-guidedCarbyUsingArduinoControlBoard崔才豪1张玉华2杨树财2(哈尔滨理工大学自动化学院1，黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学工程训练中心2，黑龙江哈尔滨150080)摘要:为降低生产成本、提高运输的灵活性，提出了一种以Arduino控制板为核心的光引导小车设计方案，并给出了该方案的软硬件设计方法。该方案基于光线沿直线传播的原理，通过光敏

2、元件设计传感器并检测小车不同方向上的光强，计算出小车和光源之间的相对位置;然后，利用PWM直流电机调速技术控制小车的启动、加减速和转弯等操作;最后，利用红外线反射式脉冲编码器对小车的转速和位移进行反馈。试验证明，光引导小车在实验室中运行稳定，设计方案切实可行。关键词:PWM直流电机红外线脉冲传感器高精度中图分类号:TP242+．2文献标志码:AAbstract:Toreducetheproductioncostandenhancetheflexibilityoftransportation，thedesignschemeofthelight-guidedcarbasedonArduinocon

3、trolboardisproposed．Thedesignproceduresforhardwareandsoftwareofthisschemearegiven．Inthisscheme，byadoptingtheprincipleofstraightpropagationofthelight，throughdetectingthelightintensityonthecarfromdifferentdirection，bythetransducerdesignedwithphotosen-sitiveelement，therelativepositionbetweenlightsource

4、andthecariscalculated．Thelaunch，acceleration，deceleration，andturningaroundofthecararecontrolledbyPWMDCmotorspeedmodulationtechnology．Therotatingspeedanddisplacementarefedbackbyusinginfraredreflectivepulseencoder．Theexperimentsverifythatthelight-guidedcarisrunningstablyinthelab，andthedesignschemeisfe

5、asible．Keywords:PWMDCmotorInfraredpulseTransducerHighaccuracy0引言在人类的生产生活中，很多货物的运输路线在短时间内是固定的。因此，若为满足这种运输要求而铺设轨道或增设传送带，就会增加相应的生产成本，降低运输的灵活性。传统的运输方式是依靠人驾驶装卸车运输货［1］物。人在货物运输中的主要作用就是控制车的启动、停止、运动方向和速度，这类相对简单的劳动可以通过改进自动控制技术来实现。本文提出了利用普通光源来引导小车运动的设计方案。这种利用光信号引导小车运动的设计，节约了人力，并提高了生产效率和工作的灵活性。1主要技术核心1．1光引导技术［

6、2］器。这种测量方法具有结构简单、非接触、可靠性高、精度高和反应快等优点，因此，被广泛地应用于自［3］动检测系统中。光引导技术就是基于上述原理，通过光电阻传感器检测小车在不同方向上的光强，从而判断出小车引导光源的方向，实现以光源为基准的趋光运动。本设计采用光电阻传感器对光信号进行采集。在光源引导方向上，分别设置1号、2号、3号光电阻传感器，其中2号传感器和小车轴线平行。3个传感器轴线所构成的夹角ω1和ω2保持相等，光源引导信号的采集如图1所示。光是沿直线传播的，物体接收光能的大小与受光面积成正比，单位面积所获得的光能称为光强。光电图1信号采集示意图Fig．1Schematicofsignalc

7、ollection阻传感器是将光信号转换成为电阻变化的一种传感设1号和3号传感器分别与光源引导方向形成的夹角分别为θ1和θ2，当小车运动方向偏离光源引导方修改稿收到日期:2010－12－27。向时，小车的实际运动方向与光源的引导方向产生了第一作者崔才豪，男，1989年生，现为哈尔滨理工大学自动化专业在一个偏差角。小车偏离光引导方向示意图如图2(a)读本科生;主要从事自动控制、信号检测和电源方面的研