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1、電子技術電子實習報告智能尋跡小車制作學院：專業(yè)班級：學生姓名：學生學號：指導教師：完成時間：成績：評閱意見：評閱教師日期電子實習—智能尋跡小車一.實驗目的（1）．利用所學過的基礎知識，通過本次電子實習培養(yǎng)獨立解決實際問題的能力； （2）．鞏固本課程所學的理論知識和實驗技能； （3）．掌握常用電子電路的一般設計方法，提高設計能力和實驗、動手能力，為今后從事電子電路的設計、研制電子產(chǎn)品打下基礎。二.實習內(nèi)容、安排智能尋跡小車的制作，智能移動機器人平臺以雙電機輪式小車為底層移動平臺，簡單控制模塊為控制核心，通過紅外探測模塊實現(xiàn)對行車路線的感知，電機驅動模塊

2、實現(xiàn)對直流電機的驅動控制，從而完成自動行駛的功能。實習過程分為以下幾個步驟：（1）.硬件方面：焊接紅外模塊、驅動模塊L298N、單片機模塊并且應用合適的發(fā)動機和輪子，合理安排空間組裝小車；（2）.軟件方面：編寫能夠使小車循跡的程序；（3）.調(diào)試過程：軟件與硬件的配合，調(diào)節(jié)紅外模塊的靈敏度，最終實現(xiàn)小車循跡的功能；（4）.實現(xiàn)小車功能后，整理制作小車過程的思路，寫實習報告。三.實習的具體實現(xiàn)1．系統(tǒng)概述整個循跡小車可以分為幾個部分，電源模塊、紅外模塊、驅動模塊、控制模塊。電源模塊為整個小車提供能量，紅外模塊負責探測前方的路線，根據(jù)前方地面的亮暗區(qū)分路線

3、，控制模塊接收到紅外模塊探測到的信息，并且傳給驅動模塊，驅動模塊驅動發(fā)動機，進而使小車呈現(xiàn)不同的運動狀態(tài)，實現(xiàn)小車智能循跡的過程。進一步也可以根據(jù)實際需要進行多模塊擴展。使用金屬探測模塊完成對金屬物體的探測，拓展超聲波模塊實現(xiàn)避障、測距功能，利用測溫模塊感知環(huán)境溫度，采用無線傳輸模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸及無線遙控等。2．單元電路設計與分析??（1）紅外循跡模塊：智能機器人小車的設計中我們使用的是一體反射式紅外對管，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，所以使用紅外對管進行循

4、跡時必須是白色地板加黑色引導條。電路由一組紅外對管、電位器、運算放大器和電阻組成的，R1起到限流的作用，用來控制反光管發(fā)出紅外信號的強弱。接收管實際上是一個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)后得到的電壓進行比較。A1與電阻組成一個比較器。在有紅外信號返回時OUT端輸出高電平，反之輸出低電平。 （2）電機驅動模塊：OUT1與OUT2與小車的一個電機的正負極相連，OUT3與OUT4與小車的另一個電機的正負極相連，單片機通過控制IN1與IN2,IN3與IN4分別控制電機的正反轉。ENA與ENB分別控制兩個電機的使能。L298有

5、兩路電源分別為邏輯電源和動力電源，上圖中6V為邏輯電源，12V為動力電源。J4接入邏輯電源，J6接入動力電源，J1與J2分別為單片機控制兩個電機的輸入端，J3與J5分別與兩個電極的正負極相連。ENA與ENB直接接入6V邏輯電源也就是說兩個電機時刻都工作在使能狀態(tài)，控制電機的運行狀態(tài)只有通過J1與J2兩個接口。由于我們使用的電機是線圈式的，在從運行狀態(tài)突然轉換到停止狀態(tài)和從順時針狀態(tài)突然轉換到逆時針狀態(tài)時會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)生反向電流的時候進行泄流，保護芯片的安全。 （3）電源模塊：LM2596開關電壓調(diào)節(jié)器是降壓型電

6、源管理單片集成電路，能夠輸出3A的驅動電流，同時具有很好的線性和負載調(diào)節(jié)特性。固定輸出版本有3.3V、5V、12V，可調(diào)版本可以輸出小于37V的各種電壓。該器件內(nèi)部集成頻率補償和固定頻率發(fā)生器，開關頻率為150KHz，與低頻開關調(diào)節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)格的濾波元件。由于該器件只需4個外接元件，可以使用通用的標準電感，這更優(yōu)化了LM2596的使用，極大地簡化了開關電源電路的設計。LM2596開關電壓調(diào)節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出3A的驅動電流，同時具有很好的線性和負載調(diào)節(jié)特性。固定輸出版本有3.3V、5V、12V，可調(diào)版本可以輸出小于

7、37V的各種電壓。該器件內(nèi)部集成頻率補償和固定頻率發(fā)生器，開關頻率為150KHz，與低頻開關調(diào)節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)格的濾波元件。由于該器件只需4個外接元件，可以使用通用的標準電感，這更優(yōu)化了LM2596的使用，極大地簡化了開關電源電路的設計。其封裝形式包括標準的5腳TO-220封裝（DIP）和5腳TO-263表貼封裝（SMD）。該器件還有其他一些特點：在特定的輸入電壓和輸出負載的條件下，輸出電壓的誤差可以保證在±4%的范圍內(nèi)，振蕩頻率誤差在±15%的范圍內(nèi)；可以用僅80μA的待機電流，實現(xiàn)外部斷電；具有自我保護電路（一個兩級降頻限流保護和一個在

8、異常情況下斷電的過溫完全保護電路）特點※3.3V、5V、12V的固定電壓輸出和可調(diào)電壓輸出※可調(diào)輸出電壓范圍