寻迹小车（模拟电路版）的设计制作与调试



设想的效果图三视图及尺寸实际效果图：硬体布局设计：在硬体布局上，光敏电阻的位置与车的转弯轴线要有足够的距离来保证有足够的反应时间，若过短，则会出现反应时间不足容易冲出跑道，若过长反应过快会也会容易反应过度冲出跑道。第三轮安装的位置尽量与马达轴线短来保证转弯半径小，转弯更灵活。电池安装位置靠中后部，让小车的前后配重相对平衡，保持驱动轮有足够的摩擦力，也不可使第三轮的摩擦力过大难以转弯。车轮加工：车轮选择使用铝来加工，用车床加工出来的铝车轮重量没那么大，惯性小一些，因此停的时候可以停得比较快。电路设计：在电路设计上，把马达驱动电路和黑线感测电路分开设计，LM393产生的动作信号通过排线连接传送到马达驱动电路上，方便日后改装。一、马达驱动电路驱动电路部分我使用TIP122三极管作为开关使用，当高电平信号过来时三极管b极时，c、e极就会导通马达就会带动车轮转动。为了控制转速，我选择调节马达供电电压的方式来控制，使用LM317T三端可调稳压管来调节，这样就可以使电压从1.25V-12V（电池供电电压12V）之间调节。图一中D2与D1这两个二极体的作用是保护LM317T防止击穿，D3和D4这两个二极体的功能是保护三极管防止击穿。如图一示为马达驱动电路原理图。图一二、判断电路 1、IC及分压电阻的选择这里我选择LM393电压比较器（LM358也可以）来比较光敏电阻的分压值，在选用图三中光敏电阻分压电阻R4、R5的大小时，电阻值大小与光敏电阻感测白色与黑色时的电压差关系如图二示。X轴为分压电阻值大小，Y轴为分压大小，蓝色函数代表光敏电阻感测白色时，绿色函数代表光敏电阻感测黑色时。（假定感测白色时CDS阻值为50KΩ,感测黑色时CDS阻值为500KΩ，电源电压5V）由该函数图像可得出结论：在一定范围内，选择分压电阻值越大，在感测白色与黑色时的电压差越大。（这里的电压差指图三中IC的2脚电压波动大小与IC6脚电压波动大小）电压差值越大，IC越容易判断。这里我选择20K的精密可调电阻。图二图三中，R1与R2这两个可变电阻是用来调节基准电压，通过这个基准电压，就可以让IC识别到该让轮子转还是让轮子停。 2、基准电压的设置基准电压的大小尽量设置在照白色分压值与照黑色分压值中间，即图二中蓝色函数与绿色函数的中间。这样有利于IC的判断 3、IC供电设置为了保证IC稳定，使用7805三端稳压管来保持IC的供电恒定为5V，图三中未画出。 4、LM393原理说明 LM393为双路电压比较器，一般比较器有两种输出状态分别为：开路式或者下拉低电平。LM393的输出形式为开路式输出，没有输出时下拉低电平。因此需要在输出端加上上拉电阻来保证输出时为高电平。LM393实际是比较2脚与3脚之间的电压和5脚与6脚之间的电压，然后分别在1脚与7脚输出，当2脚电压比3脚电压大时，1脚开路，电平被上拉电阻R9拉高，三极管c e导通，马达转动，同理6脚电压比5脚电压大时，7脚开路，电平拉高。图三图三为总电路示意图
相关制作图片及说明：

说明：比较电路的焊接过程		说明：比较电路焊接完成后

说明：马达直接用焊锡焊在PCB上		说明：用于调节马达电压的LM317T，转动旁边蓝色电阻就可调节电压

说明：给IC稳压用的7805		说明：LM393，两旁的蓝色电阻为上拉电阻

说明：用机床加工车轮		说明：车轮加工完后安装效果

说明：自己设计并用车床加工出来的车轮		说明：轮子设计时的三视图

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