循迹小车电路分析.ppt

1、20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室欢迎各位领导老师光临指导！20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室基于数字电路的基于数字电路的基于数字电路的基于数字电路的循迹小车电路分析循迹小车电路分析授课教师：王江明授课教师：王江明20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室掌握元器件的相关知识掌握元器件的相关知识 理解循迹小车的工作原理理解循迹小车的工作原理教学目标教学目标20102010年年1212月月1212

2、日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室引言引言 随着职业教育的完善和发展，学校把锻炼学生随着职业教育的完善和发展，学校把锻炼学生的动手能力作为首要任务，而智能小车的制作生动的动手能力作为首要任务，而智能小车的制作生动有趣还可以通过实践大大提高解决实际问题的能力，有趣还可以通过实践大大提高解决实际问题的能力，另外智能小车还是一个很好的硬件平台，只要增加另外智能小车还是一个很好的硬件平台，只要增加一些控制电路就能完成循迹小车、救火机器人、足一些控制电路就能完成循迹小车、救火机器人、足球机器人、避障机器人、遥控汽车等。同时牵涉到球机器人、避障机器人、遥控汽车等。同时牵涉到机

3、械结构、电子基础、传感器原理、自动控制甚至机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制甚至单片机编程等诸多学科知识单片机编程等诸多学科知识20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室一、基于数字电路的循迹小车的感性认识一、基于数字电路的循迹小车的感性认识20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室二、电路组成中所涉及的元器件二、电路组成中所涉及的元器件 固值电阻器（固值电阻器（10 10）电位器（电位器（2 2）光敏电阻器（光敏电阻器（2 2）发光二极管（发光二极管（4 4）三极

4、管（三极管（2 2）集成电路（集成电路（1 1）减速电机（减速电机（2 2）开关（开关（1 1）电解电容器（电解电容器（2 2）机械装置机械装置20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室1 1、外观检查、外观检查对于固定电阻器首先查看标志清晰，保护对于固定电阻器首先查看标志清晰，保护漆完好，无烧焦，无伤痕，无裂痕，无腐蚀，漆完好，无烧焦，无伤痕，无裂痕，无腐蚀，电阻体与引脚紧密接触等。对于电位器还应检电阻体与引脚紧密接触等。对于电位器还应检查转轴灵活，松紧适当，手感舒适。有开关的查转轴灵活，松紧适当，手感舒适。有开关的要检查开关动作

5、是否正常。要检查开关动作是否正常。电阻器的检测电阻器的检测20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室2 2、万用表万用表检测检测在测量中注意拿电阻的手不要与万用表在测量中注意拿电阻的手不要与万用表的两个引脚相接触，这样会使手所呈现的电的两个引脚相接触，这样会使手所呈现的电阻与被测电阻并联，影响测量准确。另外，阻与被测电阻并联，影响测量准确。另外，不能在带电情况下用万用表电阻挡检测电路不能在带电情况下用万用表电阻挡检测电路中电阻器的阻值。在线检测应首先断电，将中电阻器的阻值。在线检测应首先断电，将电阻从电路中断开，然后再进行测量。电阻

6、从电路中断开，然后再进行测量。20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室固定电阻器固定电阻器 用万用表的电阻挡对电阻进行测量，对于用万用表的电阻挡对电阻进行测量，对于测量不同阻值的电阻选择万用表的不同倍乘测量不同阻值的电阻选择万用表的不同倍乘挡。对于指针式万用表，由于电阻挡的示数挡。对于指针式万用表，由于电阻挡的示数是非线性的，阻值越大，示数越密，所以选是非线性的，阻值越大，示数越密，所以选择合适的量程，应使表针偏转角大些择合适的量程，应使表针偏转角大些,20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉

7、信息工程学校电工电子教研室 指示于指示于1/31/32/32/3满量程，读数更为准满量程，读数更为准确。若测得阻值超过该电阻的误差确。若测得阻值超过该电阻的误差范围、阻值无限大，阻值为范围、阻值无限大，阻值为0 0或阻值或阻值不稳不稳,说明该电阻器已坏。说明该电阻器已坏。20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室电位器的检测电位器的检测 首先测量两固定端之间电阻值是否正常，首先测量两固定端之间电阻值是否正常，若为无限大或为零欧，或与标称相差较大，若为无限大或为零欧，或与标称相差较大，超过超过误差误差允许范围，都说明已损坏；电阻体允许

8、范围，都说明已损坏；电阻体阻值正常，再将万用表一只表笔接电位器滑阻值正常，再将万用表一只表笔接电位器滑动端，另一只表笔接电位器（动端，另一只表笔接电位器（可调电阻可调电阻）的）的任一固定端，缓慢旋动轴柄，任一固定端，缓慢旋动轴柄，20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室 观察表针是否平稳变化，当从一端旋向另一观察表针是否平稳变化，当从一端旋向另一端时，阻值从零欧变化到标称值（或相反），端时，阻值从零欧变化到标称值（或相反），并且无跳变或抖动等现象，则说明电位器正并且无跳变或抖动等现象，则说明电位器正常，若在旋转的过程中有跳变或抖动

9、现象，常，若在旋转的过程中有跳变或抖动现象，说明滑动点现电阻体接触不良。在本小车电说明滑动点现电阻体接触不良。在本小车电路中起调节光敏电阻灵明度作用路中起调节光敏电阻灵明度作用20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室光敏电阻器的测量光敏电阻器的测量在无光照（用手或物遮住光）的情况下万在无光照（用手或物遮住光）的情况下万用表测得阻值大，有光照表针指示电阻值有明用表测得阻值大，有光照表针指示电阻值有明显减小。若无变化，则显减小。若无变化，则元件元件损坏。损坏。当红色当红色LEDLED光投射到白色区域和黑色跑道时因为反光光投射到白色区域

10、和黑色跑道时因为反光率的不同，光敏电阻的阻值会发生明显区率的不同，光敏电阻的阻值会发生明显区别，便于后续电路进行控制。别，便于后续电路进行控制。20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室发光二极管发光二极管本电路中所用的二极管是发光二极管，分别为本电路中所用的二极管是发光二极管，分别为 5.05.0型红外发光二极管和型红外发光二极管和 3.03.0型发光二极管。型发光二极管。20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室发光二极管检测发光二极管检测 发光二极管具有单向导电性，

11、发光二极管具有单向导电性，使用使用R R10k10k档可测出其正、反向电档可测出其正、反向电阻。一般正向电阻应小于阻。一般正向电阻应小于50k50k欧姆，欧姆，反向电阻应大于反向电阻应大于200k200k欧姆。若正、欧姆。若正、反向电阻均为零，说明内部击穿短反向电阻均为零，说明内部击穿短路。若正、反向电阻均为无穷大，路。若正、反向电阻均为无穷大，证明内部开路。证明内部开路。20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室三极管三极管 本电路所用三极管型号为本电路所用三极管型号为85508550，它是一种低电压，它是一种低电压,大电流大电流

12、,小信号的小信号的PNPPNP型硅三极管型硅三极管 集电极集电极-基极电压基极电压VcboVcbo：-40V-40V，工作温度：，工作温度：-55-55 到到+150+150，主要用途：开，主要用途：开关应用，射频放大。关应用，射频放大。20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室LM393LM393集成电路集成电路 LM393LM393是双路电压比较器集成电路，由两是双路电压比较器集成电路，由两个独立的精密电压比较器构成。它的作用是个独立的精密电压比较器构成。它的作用是比较两个输入电压，根据两路输入电压的高比较两个输入电压，根据两路

13、输入电压的高低改变输出电压的高低。输出有两种状态：低改变输出电压的高低。输出有两种状态：接近开路或者下拉接近低电平，接近开路或者下拉接近低电平，LM393LM393采用采用集电极开路输出，所以必须加上拉电阻才能集电极开路输出，所以必须加上拉电阻才能输出高电平。输出高电平。20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室LM393LM393集成电路集成电路20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室减速电机减速电机 直流电机驱动小车的话必须要减速，直流电机驱动小车的话必须要减速，否

14、则转速过高的话小车跑得太快根本也否则转速过高的话小车跑得太快根本也来不及控制，而且未经减速的话转矩太来不及控制，而且未经减速的话转矩太小甚至跑不起来，我们所用的这种电机小甚至跑不起来，我们所用的这种电机已经集成了减速齿轮，大大降低了制作已经集成了减速齿轮，大大降低了制作难度非常适合我们使用。难度非常适合我们使用。20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室三、循迹小车电路分析三、循迹小车电路分析20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室1 1、电路中各部分作用、电路中各部分

15、作用 电源部分：为各电路元器件提供工作电源。电源部分：为各电路元器件提供工作电源。传感器部分：通过光敏电阻，感知小车行驶情况，传感器部分：通过光敏电阻，感知小车行驶情况，为后续电路提供比较电压。为后续电路提供比较电压。电压比较器部分：通过比较输入端的电压大小，电压比较器部分：通过比较输入端的电压大小，提供小车左转右转信号。提供小车左转右转信号。电机驱动部分：通过控制三极管的导通截止，驱电机驱动部分：通过控制三极管的导通截止，驱动减速直流电机转动，并使转向指示灯发光。动减速直流电机转动，并使转向指示灯发光。20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校

16、电工电子教研室2 2、电路工作原理电路工作原理 当光源射到白色物体和黑色物体上时的反光率是当光源射到白色物体和黑色物体上时的反光率是不同的，我们这里用红色的不同的，我们这里用红色的LEDLED作为光源，光线作为光源，光线通过地面反射到光敏电阻上，通过检测光敏电阻通过地面反射到光敏电阻上，通过检测光敏电阻阻值变化能判断小车是否行驶在白色区域上，如阻值变化能判断小车是否行驶在白色区域上，如果检测到是黑色跑道，说明小车跑偏，这一侧的果检测到是黑色跑道，说明小车跑偏，这一侧的电机就会减速甚至停转这一侧的绿色的电机就会减速甚至停转这一侧的绿色的LEDLED熄灭，熄灭，驱动小车向相反方向行驶，这样小车就能始终沿驱动小车向相反方向行驶，这样小车就能始终沿着跑道行驶了。着跑道行驶了。20102010年年1212月月1212日日平凉信息工程学校电工电子教研室平凉信息工程学校电工电子教研室四、课堂小结本节课同学们一方面学习了基于数字本节课同学们一方面学习了基于数字电路的循迹小车电路工作原理，一方面进电路的循迹小车电路工作原理，一方面进一步加深了对元器件的认知和测量方法，一步加深了对元器件的认知和测量方法，