《机器人电子技术》实验指导书

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1、《机器人电子技术基础与制作》实验指导书P学院（部、中心）机电工程学院学科（专业）口呈训练中心课程名称臓人电子技驱船制作授课对象工科2、3翎僦授课教师邵建昂职称职务高级工程师教材名称机器人控制电子学2012年9月目录实验一光电传感器制作及应用2实验二微型直流电机控制4实验三单片机端口控制实验7实验四整机制作与调试9实验一光电传感器制作及应用—、实验目的1、学生了解物理量到电信号的转换及放大处理的基本方法；2、掌握小型机器人常用的光电传感器的工作原理少信号处理电路的设计方法。3、完成一个光电传感器的制作。二、实验原理1、光电传感器（寻线、避障）的原理框图:障碍物或里线小、刁

2、人三、技术要求1、基本要求：①工作电源电压为+5VDC；②发射管驱动采用直流骡动方式；③寻线用，传感器距黑线约lcm,电路输出应从低电平（0V）变为高电平（5V）；④避障用，传感器距障碍物（白色）约6cm,电路输出应从低电平变为高电平。2、发挥部分（选做）：光电传感器为了加强抗干扰能力，发射管驱动川40KIIZ交流方波进行驱动，对接收到的信号釆川运放进行放人、滤波等处理方式，以消除背景光的干扰。驱动芯片采用555时基电路，接收放大可用TL082完成。四、实验前准备工作1、传感器和信号处理冇关知识；2、根据原理框图和技术要求，初步设计电路图。五、实验仪器和器材1、双路稳压

3、电源一台2、数字示波器一台3、面包板一块4、斜口钳、尖嘴钳、电烙恢各一•把5、细导线、焊锡丝若干6、元器件：电阻、电容、二极管和三极管等若干7、元器件：发光二极管、光頌三极管、运放各一片六、实验内容1、电子常用仪器使用和焊接练习；2、实验电路设计；2、制作实际电路；3、完成调试，且功能止确。七、注意事项1、做实验前完成电路的设计，交指导老师检查通过后才可进入动手实践；2、电路通电前，仔细检杏是否有短路现象。八、实验报告要求1、基木要求：1）管驱动采用肓•流驱动时，使发射管的工作电流为10mA,计算发射管的串联电阻，实测发射管的工作电流；2）实测光电传感器在两种状况下（感

4、应头处有、无物体）的输出电压，将比较器反相端的电压调至合适俏；实测比较器输出端在两利狀况下的电压值。2、发挥部分（选做）：1）用示波器测量驱动电路输岀波形并记录；2）使发射管的平均电流为20mA,根据发射波形，计算发射管的串联电阻；正常工作时，实测发射管的工作电流；3）有障碍物时，用示波器测量传感器输出波形并记录；4）有障碍物吋，用示波器测量放大、滤波后的波形并记录；5）实测比较器在两种状况下（感应头处有、无物体）的输出电压。3、记录和分析制作和调试过程中出现的问题、解决的方法等；4、结论和收获总结，对本实验的改进建议等等。九、思考题：1、电传感器及其电路寻线的工作原理

5、是什么？2、采用交流驱动方式提高抗干扰能力的基木原理是什么？、实验目的实验二微型直流电机控制2、了解影响电机转速和转矩的参数，控制转速和方向的方法;3、掌握电路设计与制作的基本知识；4、掌握设计和修改PWM占空比来控制电机的转速。二、实验原理1、机控制框图:方向控制驱动及控制电路2、PWM产生原理框图:三角波发生器参考电压JITL三、技术要求1、控制电源为+5VDC；电机电源+12VDCo2、转速控制为模拟量0〜+5VDC,电位器的旋转调整PWM占空比。3、方向控制信号：一路控制电机正转；另一路控制电机反转。四、实验前准备工作1、理解原理松图和技术要求，设计电路图并初步

6、完成元器件的选型。2、了解电阻、电容、运放、二极管和三极管等元器件的性能。3、熟悉示波器、稳压电源等仪器的使用。五、实验仪器和器材1、双路稳压电源厶2、数字示波器一台3、面包板一块4、斜口钳、尖嘴钳、电烙铁等各一把5、细导线、焊锡丝若干6、元器件：电阻、电容、二极管和三极管等若干7、元器件：运放、555时基芯片各一片六、实验基本内容1、完成电路图设计，可参考附录1:电机正反转与速度控制原理图；2、制作实际电路连线，测试三角波、PWM波，PWM波形正确、可调；3、验证电机驱动电路，电机转速可调。4、电机过流、过压保护电路设计，由学生根据各组情况口己选择（选做）。5、测速反

7、馈电路设计，由学牛根据各组情况自己选择（选做）。七、注意事项：1、实验前完成电路的设计，交指导老师检査通过后才町进入动手实践；2、电路通电前，仔细检查是否有短路现象；3、注意电机换向的控制，要严格做到先断电再通电，避免短路。八、实验报告要求：1、示波器测量三角波，画卜•完整波形，标注清楚波形的峰峰值、频率等；2、记录2〜3组比较器同相输入端的电压基准值，对应地分别画出输出的方波和电机端口电压的完整波形，标注清楚波形的峰峰值、脉冲的宽度和频率等；3、记录和分析制作和调试过程中出现的问题、解决的方法等；4、结论和收获总结，对本实验的改进建议等