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用電路2011-09-2711:24智能小車是指由單片機控制的，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。它集計算機技術，軟件編程，自動控制，傳感器技術，機械結構于一體，是學習信息技術，機器人的最佳載體。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.電路設計相對簡單2.檢測信息速度快3.成本低缺點：1.道路參數檢測精度低、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2.檢測范圍寬3.檢測道路參數多缺點：1.電路相對設計復雜2.檢測信息更新速度慢3.軟件處理數據較多紅外探測法，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，當紅外光遇到白色紙質地板時發(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。單片機就是否收到反射回來的紅外光為依據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）的物質都可以產生紅外線。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、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。根據波長的特性運用的產品也有很大的差異，850NM波長的主要用于紅外線監(jiān)控設備，875NM主要用于醫(yī)療設備，940NM波段的主要用于紅外線控制設備。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）。此時光敏管不導通。當光照時,飽和反向漏電流馬上增加，形成光電流，在一定的范圍內它隨入射光強度的變化而增大。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耕軍據究孝習問輸出放大GBDVCC一體化紅外接收頭原理圖/食蹈diy耕軍據究孝習問輸出放大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。根據發(fā)射端調制載波的不同應選用相應解調頻率的接收頭。一般用在紅外遙控器中。一體化紅外發(fā)射接收管:反射型光電開關結構一體化紅外發(fā)射接收管:反射型光電開關結構將紅外發(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，經反向器整形后送到單片機進行檢測。

51Q'10ICoptoisoiTCRT50LIU51Q'10ICoptoisoiTCRT50LIU靈敏度可調的循跡電路。當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行調制。由振蕩電路產生38KHZ的脈沖信號，驅動紅外二極管，向外發(fā)射調制的紅外脈沖。紅外接收電路（或紅外接收頭）對接收信號進行解調后輸出控制脈沖。此方法檢測距離遠，抗干擾能力強，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速度，5路循跡進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：循跡信號經反向器整形后送到單片機進行檢測

4-糖4-糖Ifcdiv翎季蝶套曹初向5E智能小車結構示意圖:花面引導線溢藐）花面引導線溢藐）當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b、ABC狀態(tài)為0 01，A,B照到黑線上，小車左轉彎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，，小車左轉彎d、AB0，小車右