循跡小車(chē)電路分析.ppt

2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 歡迎各位領(lǐng)導(dǎo)老師 光臨指導(dǎo)！ 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 基于數(shù)字電路的 循跡小車(chē)電路分析 授課教師：王江明 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 掌握元器件的相關(guān)知識(shí) 理解循跡小車(chē)的工作原理 教學(xué)目標(biāo) 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 引言 隨著職業(yè)教育的完善和發(fā)展，學(xué)校把鍛煉學(xué)生 的動(dòng)手能力作為首要任務(wù)，而智能小車(chē)的制作生動(dòng) 有趣還可以通過(guò)實(shí)踐大大提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力， 另外智能小車(chē)還是一個(gè)很好的硬件平臺(tái)，只要增加 一些控制電路就能完成循跡小車(chē)、救火機(jī)器人、足 球機(jī)器人、避障機(jī)器人、遙控汽車(chē)等。同時(shí)牽涉到 機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子基礎(chǔ)、傳感器原理、自動(dòng)控制甚至 單片機(jī)編程等諸多學(xué)科知識(shí) 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 一、基于數(shù)字電路的循跡小車(chē)的感性認(rèn)識(shí) 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 二、電路組成中所涉及的元器件 固值電阻器（ 10） 電位器（ 2） 光敏電阻器（ 2） 發(fā)光二極管（ 4） 三極管（ 2） 集成電路（ 1） 減速電機(jī)（ 2） 開(kāi)關(guān)（ 1） 電解電容器（ 2） 機(jī)械裝置 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 1、外觀(guān)檢查 對(duì)于固定電阻器首先查看標(biāo)志清晰，保護(hù) 漆完好，無(wú)燒焦，無(wú)傷痕，無(wú)裂痕，無(wú)腐蝕， 電阻體與引腳緊密接觸等。對(duì)于電位器還應(yīng)檢 查轉(zhuǎn)軸靈活，松緊適當(dāng)，手感舒適。有開(kāi)關(guān)的 要檢查開(kāi)關(guān)動(dòng)作是否正常。 電阻器的檢測(cè) 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 2、 萬(wàn)用表 檢測(cè) 在測(cè)量中注意拿電阻的手不要與萬(wàn)用表 的兩個(gè)引腳相接觸，這樣會(huì)使手所呈現(xiàn)的電 阻與被測(cè)電阻并聯(lián)，影響測(cè)量準(zhǔn)確。另外， 不能在帶電情況下用萬(wàn)用表電阻擋檢測(cè)電路 中電阻器的阻值。在線(xiàn)檢測(cè)應(yīng)首先斷電，將 電阻從電路中斷開(kāi)，然后再進(jìn)行測(cè)量。 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 固定電阻器 用萬(wàn)用表的電阻擋對(duì)電阻進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于 測(cè)量不同阻值的電阻選擇萬(wàn)用表的不同倍乘 擋。對(duì)于指針式萬(wàn)用表，由于電阻擋的示數(shù) 是非線(xiàn)性的，阻值越大，示數(shù)越密，所以選 擇合適的量程，應(yīng)使表針偏轉(zhuǎn)角大些 , 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 指示于 1/3 2/3滿(mǎn)量程，讀數(shù)更為準(zhǔn) 確。若測(cè)得阻值超過(guò)該電阻的誤差 范圍、阻值無(wú)限大，阻值為 0或阻值 不穩(wěn) ,說(shuō)明該電阻器已壞。 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 電位器的檢測(cè) 首先測(cè)量?jī)晒潭ǘ酥g電阻值是否正常， 若為無(wú)限大或?yàn)榱銡W，或與標(biāo)稱(chēng)相差較大， 超過(guò) 誤差 允許范圍，都說(shuō)明已損壞；電阻體 阻值正常，再將萬(wàn)用表一只表筆接電位器滑 動(dòng)端，另一只表筆接電位器（ 可調(diào)電阻 ）的 任一固定端，緩慢旋動(dòng)軸柄， 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 觀(guān)察表針是否平穩(wěn)變化，當(dāng)從一端旋向另一 端時(shí)，阻值從零歐變化到標(biāo)稱(chēng)值（或相反） ，并且無(wú)跳變或抖動(dòng)等現(xiàn)象，則說(shuō)明電位器 正常，若在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中有跳變或抖動(dòng)現(xiàn)象 ，說(shuō)明滑動(dòng)點(diǎn)現(xiàn)電阻體接觸不良。在本小車(chē) 電路中起調(diào)節(jié)光敏電阻靈明度作用 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 光敏電阻器的測(cè)量 在無(wú)光照（用手或物遮住光）的情況 下萬(wàn)用表測(cè)得阻值大，有光照表針指示電 阻值有明顯減小。若無(wú)變化，則 元件 損壞。 當(dāng)紅色 LED光投射到白色區(qū)域和黑色跑道 時(shí)因?yàn)榉垂饴实牟煌?，光敏電阻的阻值?huì) 發(fā)生明顯區(qū)別，便于后續(xù)電路進(jìn)行控制。 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 發(fā)光二極管 本電路中所用的二極管是發(fā)光二極管， 分別為 5.0 型紅外發(fā)光二極管和 3.0 型發(fā) 光二極管。 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 發(fā)光二極管檢測(cè) 發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?，?用 R 10k檔可測(cè)出其正、反向電阻。 一般正向電阻應(yīng)小于 50k歐姆，反向 電阻應(yīng)大于 200k歐姆。若正、反向 電阻均為零，說(shuō)明內(nèi)部擊穿短路。 若正、反向電阻均為無(wú)窮大，證明 內(nèi)部開(kāi)路。 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 三極管 本電路所用三極管型號(hào)為 8550，它是一種低電壓 ,大電流 , 小信號(hào)的 PNP型硅三極管 集電極 -基極電壓 Vcbo： -40V ，工作溫度： -55 到 +150 ，主要用途：開(kāi) 關(guān)應(yīng)用，射頻放大。 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 LM393集成電路 LM393是雙路電壓比較器集成電路，由兩個(gè)獨(dú) 立的精密電壓比較器構(gòu)成。它的作用是比較兩個(gè) 輸入電壓，根據(jù)兩路輸入電壓的高低改變輸出電 壓的高低。輸出有兩種狀態(tài)：接近開(kāi)路或者下拉 接近低電平， LM393采用集電極開(kāi)路輸出，所以 必須加上拉電阻才能輸出高電平。 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 LM393集成電路 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 減速電機(jī) 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)小車(chē)的話(huà)必須要減 速，否則轉(zhuǎn)速過(guò)高的話(huà)小車(chē)跑得太快 根本也來(lái)不及控制，而且未經(jīng)減速的 話(huà)轉(zhuǎn)矩太小甚至跑不起來(lái)，我們所用 的這種電機(jī)已經(jīng)集成了減速齒輪，大 大降低了制作難度非常適合我們使用。 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 三、循跡小車(chē)電路分析 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 1、電路中各部分作用 電源部分：為各電路元器件提供工作電源。 傳感器部分：通過(guò)光敏電阻，感知小車(chē)行駛情況， 為后續(xù)電路提供比較電壓。 電壓比較器部分：通過(guò)比較輸入端的電壓大小， 提供小車(chē)左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)信號(hào)。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分：通過(guò)控制三極管的導(dǎo)通截止，驅(qū) 動(dòng)減速直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并使轉(zhuǎn)向指示燈發(fā)光。 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 2、 電路工作原理 當(dāng)光源射到白色物體和黑色物體上時(shí)的反光率是不同的， 我們這里用紅色的 LED作為光源，光線(xiàn)通過(guò)地面反射到 光敏電阻上，通過(guò)檢測(cè)光敏電阻阻值變化能判斷小車(chē)是 否行駛在白色區(qū)域上，如果檢測(cè)到是黑色跑道，說(shuō)明小 車(chē)跑偏，這一側(cè)的電機(jī)就會(huì)減速甚至停轉(zhuǎn)這一側(cè)的綠色 的 LED熄滅，驅(qū)動(dòng)小車(chē)向相反方向行駛，這樣小車(chē)就能 始終沿著跑道行駛了。 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 四、課堂小結(jié) 本節(jié)課同學(xué)們一方面學(xué)習(xí)了基于數(shù)字 電路的循跡小車(chē)電路工作原理，一方面進(jìn) 一步加深了對(duì)元器件的認(rèn)知和測(cè)量方法， 通過(guò)這節(jié)課，希望同學(xué)們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中 更加鍛煉自己的動(dòng)手動(dòng)腦能力。 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 五、實(shí)物演練，布置作業(yè) 1、通過(guò)觀(guān)看循跡小車(chē)在地圖上的運(yùn)行情況， 請(qǐng)同學(xué)們思考循跡小車(chē)正常運(yùn)行受哪幾方面 影響？ 2、請(qǐng)同學(xué)們論述循跡小車(chē)的工作原理。 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 感謝各位領(lǐng)導(dǎo)老師， 同學(xué)們！