電子電工實(shí)習(xí)智能機(jī)器人制作

1、哈爾濱理工大學(xué)電子實(shí)習(xí)報(bào)告電子實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué) 院： 電氣與電子工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： 2014-8-29 成 績： 評(píng)閱意見： 評(píng)閱教師 日期 目錄一、設(shè)計(jì)要求.2二、設(shè)計(jì)的作用、目的.2三、設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn).21系統(tǒng)概述.22.單元電路設(shè)計(jì)（或仿真）與分析.3（1）電源模塊.3（2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊.3（3）紅外循跡模塊.53.電路的安裝與調(diào)試.6四、心得體會(huì)，存在的問題和進(jìn)一步改進(jìn)的意見.9五、附錄.10六、參考文獻(xiàn).11電子實(shí)習(xí)報(bào)告一、設(shè)計(jì)要求（1）了解智能循跡小車構(gòu)成的設(shè)計(jì)方法并利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)小車運(yùn)行軌跡的控制，然后設(shè)計(jì)一個(gè)基于直流電機(jī)的自動(dòng)循跡小車，便與小車能

2、夠自動(dòng)檢測地面黑色軌跡，并沿著黑色車軌形駛。（2）熟練掌握焊接機(jī)能、電子元器件的識(shí)別，按相關(guān)要求進(jìn)行電路的焊接以及連線最后進(jìn)行檢查并調(diào)試。（3） 學(xué)習(xí)獨(dú)立書寫實(shí)習(xí)報(bào)告并掌握實(shí)習(xí)報(bào)告的基本格式和書寫方法，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)的協(xié)作和溝通能力。二、設(shè)計(jì)的作用、目的1、利用所學(xué)過的基礎(chǔ)知識(shí)，通過本次電子實(shí)習(xí)培養(yǎng)獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力；2鞏固本課程所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能；3掌握常用電子電路的一般設(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手能力，為今后從事電子電路的設(shè)計(jì)、研制電子產(chǎn)品打下基礎(chǔ)。三、設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)1、系統(tǒng)概述智能循跡小車以雙電機(jī)輪式小車為底層移動(dòng)平臺(tái)，單片機(jī)為控制核心，通過紅外探測模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)行車路線的感知，電

3、機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制，從而完成自動(dòng)行駛的功能。圖1智能循跡小車成品樣圖智能循跡小車設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)思路框圖如下圖2所示：圖2 2單元電路設(shè)計(jì)(或仿真)與分析（1） 電源模塊供電系統(tǒng)的原理圖如下圖3所示：圖3 7805的5v輸出給單片機(jī)以及各個(gè)功能模塊供電，在實(shí)際應(yīng)用過程中我 們可能需要好幾塊7805，但是我們要注意的是：各個(gè)7805之間的輸出絕對(duì)不能夠并聯(lián)。7806的6v輸出給電機(jī)供電作為動(dòng)力電源。7805與7806要共地。（2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 l298內(nèi)部的原理圖如下圖4所示： 圖4 l298內(nèi)部的原理圖out1與out2與小車的一個(gè)電機(jī)的正負(fù)極相連，out3與out4與小車的另一個(gè)

4、電機(jī)的正負(fù)極相連，單片機(jī)通過控制in1與in2,in3與in4分別控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。ena與enb分別控制兩個(gè)電機(jī)的使能。l298控制表in1in2ena電機(jī)狀態(tài)xx0停止101順時(shí)針011逆時(shí)針001停止111停止電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊原理圖如下圖5所示：圖5電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊原理圖l298有兩路電源分別為邏輯電源和動(dòng)力電源，上圖中6v為邏輯電源，12v為動(dòng)力電源。j4接入邏輯電源，j6接入動(dòng)力電源，j1與j2分別為單片機(jī)控制兩個(gè)電機(jī)的輸入端，j3與j5分別與兩個(gè)電極的正負(fù)極相連。ena與enb直接接入6v邏輯電源也就是說兩個(gè)電機(jī)時(shí)刻都工作在使能狀態(tài)，控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)只有通過j1與j2兩個(gè)接口。由于我們使

5、用的電機(jī)是線圈式的，在從運(yùn)行狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到停止?fàn)顟B(tài)和從順時(shí)針狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到逆時(shí)針狀態(tài)時(shí)會(huì)形成很大的反向電流，在電路中加入二極管的作用就是在產(chǎn)生反向電流的時(shí)候進(jìn)行泄流，保護(hù)芯片的安全。圖6 l298的pcb安裝圖（3）紅外循跡模塊 在智能機(jī)器人小車的設(shè)計(jì)中我們使用的是一體反射式紅外對(duì)管，所謂一體就是發(fā)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號(hào)是發(fā)射管發(fā)出的紅外光經(jīng)過反射物的反射后得到的，所以使用紅外對(duì)管進(jìn)行循跡時(shí)必須是白色地板加黑色引導(dǎo)條。下圖為紅外循跡電路的原理圖。圖7紅外循跡電路的原理圖上面電路由一組紅外對(duì)管、電位器、運(yùn)算放大器和電阻組成的，r1起到限流的作用，用來控制反

6、光管發(fā)出紅外信號(hào)的強(qiáng)弱。接收管實(shí)際上是一個(gè)光敏三極管基極的光電流經(jīng)過放大后流經(jīng)電阻r2產(chǎn)生電壓與電位器調(diào)節(jié)后得到的電壓進(jìn)行比較。a1與電阻組成一個(gè)比較器。在有紅外信號(hào)返回時(shí)out端輸出高電平，反之輸出低電平。 圖8紅外循跡對(duì)管的安裝圖3電路的安裝與調(diào)試 焊接注意：焊接順序，先貼片后插件。接口電路連接方式：（1）電源模塊連接： +12v接電池正極 gnd負(fù)極電源模塊與單片機(jī)連接： 圖9j4與電源+5v gnd相連接，方塊為正。（2）紅外模塊與電源模塊連接：圖101接電源模塊+5v 2 接電源模塊對(duì)應(yīng)地（3）紅外模塊與單片機(jī)連接：圖117針連接p1.0 6針連接p1.1 5針連接p1.2 4針連接

7、p1.3 3針連接p1.4（4）電機(jī)驅(qū)動(dòng)與電源模塊連接：圖12+12v 與+6v連接 +12v旁的gnd與+6v旁的gnd連接+6v gnd +6v gnd 與電源模塊 +5v gnd +5v gnd連接（5）電機(jī)驅(qū)動(dòng)與單片機(jī)連接：圖13in1與p2.0連接 in2與p2.1連接in3與p2.2連接 in4與p2.3連接圖14智能循跡小車各個(gè)模塊電路板圖15各個(gè)模塊的線路連接四心得體會(huì)、存在問題和進(jìn)一步的改進(jìn)意見等心得：我們的實(shí)踐能力還很欠缺，尤其表現(xiàn)在理論和實(shí)際聯(lián)系的素質(zhì)。雖然自身還存在一些問題，但我也收獲了很多。第一，通過實(shí)踐真正覺得自己可以做些什么了有點(diǎn)存在的小成就感；第二，通過電工實(shí)習(xí)

8、，加強(qiáng)了我們的動(dòng)手實(shí)踐能力。作為信息時(shí)代的大學(xué)生基本的動(dòng)手能力是一切工作和創(chuàng)造的基礎(chǔ)和必要條件。第三，我們對(duì)單片機(jī)有了初步了解這是極其有意義及其趣味性的活動(dòng)，提高了我們的動(dòng)手實(shí)踐能力。由于在焊接的過程中，電阻及其小，不好焊接，容易造成失誤，但是只有經(jīng)過熟練的練習(xí)，才能逐步的提高。并且，在這個(gè)工程中，團(tuán)結(jié)合作是必不可少的，溝通交流，使我們的工作更加精益求精。改進(jìn)意見：在穩(wěn)壓模塊方面，7806和7805壓降過大，使其消耗的功率過大，導(dǎo)致7805，7806發(fā)熱過大，輸出電流小，影響小車的穩(wěn)定性。最好使用2576系列穩(wěn)壓管，使輸出電流都可達(dá)到3a左右。五附錄1、30w電烙鐵（白光507）焊接工具，每組

9、2把，烙鐵架每組2只 3、鑷子，每組2把，用來安裝貼片等小元件用；4、鉗子（尖口，斜口）每組1套，用來剪線頭、夾緊等；5、鑼刀（一字，十字）每組1套，用來安裝螺釘、調(diào)節(jié)電位器等；6、松香塊若干，助焊劑，元器件管腳鎕錫、清潔焊接面等；7、吸錫器共2套，全班公用，拆焊用；板銼1把；8、焊錫絲1卷0.5mm焊接貼片元件用，1卷0.8mm焊接普通器件用，每組若果mm。各元器件清單如下表所示:lm358引腳圖及引腳功能 圖14lm358引腳圖及引腳功能lm358封裝有塑封8引線雙列直插式和貼片式兩種。lm358的特點(diǎn): . 內(nèi)部頻率補(bǔ)償. 低輸入偏流. 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流. 共模輸入電壓范圍寬，包括接地. 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍. 直流電壓增益高(約100db) . 單位增益頻帶寬(約1mhz) . 電源電壓