智能小車循跡模塊

智能小車紅外循跡巡線傳感器原理與應(yīng)用電路2011-09-2711:24智能小車是指由單片機(jī)控制的，可以修改程序的，在程序的控制下，能夠自由移動，自動完成特定功能的小車。它集計算機(jī)技術(shù)，軟件編程，自動控制，傳感器技術(shù)，機(jī)械結(jié)構(gòu)于一體，是學(xué)習(xí)信息技術(shù)，機(jī)器人的最佳載體。小車循跡指的是小車在白色地板上循黑線行走，通常采取的方法是紅外探測法。也可用CCD，CMOS攝像頭方案，光電優(yōu)點：1.電路設(shè)計相對簡單2.檢測信息速度快3.成本低缺點：1.道路參數(shù)檢測精度低、種類少2.檢測距離短3.耗電量大4、容易受外界光線干擾攝像頭優(yōu)點：1.檢測前瞻距離遠(yuǎn)2.檢測范圍寬3.檢測道路參數(shù)多缺點：1.電路相對設(shè)計復(fù)雜2.檢測信息更新速度慢3.軟件處理數(shù)據(jù)較多紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射強(qiáng)度的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。單片機(jī)就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線。常用的紅外探測元件有紅外發(fā)光管，紅外接收管，紅外接收頭，一體化紅外發(fā)射接收管。紅外線是不可見光線。所有高于絕對零度（-273.15C）的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線。人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。其中紅光的波長范圍為0.62?0.76叩；紫光的波長范圍為0.38?0.46叩。比紫光波長還短的光叫紫外線，比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外發(fā)光二極管：

外形和普通發(fā)光二極管LED相似，發(fā)出紅外光。管壓降約1.4v,工作電流一般小于20mA。為了適應(yīng)不同的工作電壓，回路中常常串有限流電阻。紅外線發(fā)射管有三個常用的波段，850NM、875NM、940NM。根據(jù)波長的特性運用的產(chǎn)品也有很大的差異，850NM波長的主要用于紅外線監(jiān)控設(shè)備，875NM主要用于醫(yī)療設(shè)備，940NM波段的主要用于紅外線控制設(shè)備。光敏二極管，光敏三極管：-作為紅外接收管無光照時，有很小的飽和反向漏電流（暗電流）。此時光敏管不導(dǎo)通。當(dāng)光照時,飽和反向漏電流馬上增加，形成光電流，在一定的范圍內(nèi)它隨入射光強(qiáng)度的變化而增大。光敏二極管和光敏三極管的區(qū)別是光敏三極管具有放大作用。紅外接收頭：

VCC一體化紅外接收頭原理圖/食蹈diy耕軍據(jù)究孝習(xí)問輸出放大GBDVCC一體化紅外接收頭原理圖/食蹈diy耕軍據(jù)究孝習(xí)問輸出放大GBD紅外線接收頭（又稱紅外線接收模組JRM）是集成紅外線接收管、放大、濾波和比較器輸出等的IC模塊。紅外接收頭的種類很多，引腳定義也不相同，一般都有三個引腳，包括供電腳，接地和信號輸出腳。根據(jù)發(fā)射端調(diào)制載波的不同應(yīng)選用相應(yīng)解調(diào)頻率的接收頭。一般用在紅外遙控器中。一體化紅外發(fā)射接收管:反射型光電開關(guān)結(jié)構(gòu)一體化紅外發(fā)射接收管:反射型光電開關(guān)結(jié)構(gòu)將紅外發(fā)射管，接收管，緊湊低地安裝在一起，靠反射光來判斷前方是否有物體。有TCRT5000，RPR220.RPR220是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度，硅平面光電三極管。下圖由TCRT500構(gòu)成的簡單的循跡電路，光敏三極管接收到反射光時，輸出低電平，經(jīng)反向器整形后送到單片機(jī)進(jìn)行檢測。

51Q'10ICoptoisoiTCRT50LIU51Q'10ICoptoisoiTCRT50LIU靈敏度可調(diào)的循跡電路。當(dāng)比較器的正向輸入端電壓低于反向輸入端的電壓時輸出低電平，LED亮，表示接收到反射光。上面電路檢測距離在10mm左右，檢測距離短，容易受環(huán)境光干擾。另一中比較可靠的方法是對紅外光進(jìn)行調(diào)制。由振蕩電路產(chǎn)生38KHZ的脈沖信號，驅(qū)動紅外二極管，向外發(fā)射調(diào)制的紅外脈沖。紅外接收電路（或紅外接收頭）對接收信號進(jìn)行解調(diào)后輸出控制脈沖。此方法檢測距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，用在可靠性要求比較高的場合。智能小車循跡通常有2路，3路，5路循跡，3路循跡相比2路循跡可提高小車的行進(jìn)速度，5路循跡進(jìn)一步提高小車巡線的可靠性。下圖為采用RPR220的三路循跡模塊原理圖：循跡信號經(jīng)反向器整形后送到單片機(jī)進(jìn)行檢測

4-糖4-糖Ifcdiv翎季蝶套曹初向5E智能小車結(jié)構(gòu)示意圖:花面引導(dǎo)線溢藐）花面引導(dǎo)線溢藐）當(dāng)循跡傳感器照到黑線時輸出點平0,照到白線時輸出1.如上圖所示，A,B,C三路。三路巡線小車控制邏輯：a、ABC狀態(tài)為101，B路正照到黑線上，小車前進(jìn)b、ABC狀態(tài)為0 01，A,B照到黑線上，小車左轉(zhuǎn)彎c、ABCC狀態(tài)為0 1狀態(tài)為1 01，A在黑線上，B,C在黑線上，，小車左轉(zhuǎn)彎d、AB0，小車右