智能寻轨器A型.doc

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1、智能寻轨器A型2008年，经国家体育总局航空无线电模型运动管理中心批准，全国青少年电子制作锦标赛又推出了智能寻轨器（原智能车）竞赛项目，也相应设有单项奖、全能奖和团体奖。关于智能寻轨器，我们将从构造、原理、制作、竞赛四个方面作简单的介绍。（一）、智能寻轨器的构造如上图所示，智能寻轨器的构造主要分为机械部分和电路部分。一、机械部分机械部分由：1、主架、2、主轮、3、尾轮、4、升降板、5、伸缩板和附件（螺丝、螺帽、垫片、防滑圈等）组成。----------------------------图39---------------------------------------

2、-----二、电路部分电路部分由：1、电池盒、2、开关、3、直流电动机、4、印刷电路板等组成。-------------------------------------图40----------------------------------图41（二）、智能寻轨器的电路原理一、电路图二、电路原理简介1、智能寻轨器的运动状态是由电动机的停或转来确定的。M1停止、M2转动，智能寻轨器左转弯；M2停止、M1转动，智能寻轨器右转弯；M1、M2都停止，智能寻轨器停止运动；M1、M2都转动，智能寻轨器直线前进（若两电机转速不一致，则会发生偏转）。2、电动机的停或转是通过三极管的截

3、止或导通来控制的。V1截止、M1停止，指示灯D3亮；V1导通，M1转动，D3熄灭；V2截止、M2停止，指示灯D4亮；V2导通，M2转动，D4熄灭。3、三极管的截止或导通是由双运放LM358的输出端电位的高、低来决定的。双运算放大集成电路（简称双运放）LM358的8、4脚接电源正、负极，1、2、3脚为一组运放，5、6、7脚为另一组运放。1、7脚为各组的输出端，3、5脚为各组的同相输入端，2、6脚为各组的反相输入端。只有当同相输入端电位高于反相输入端电位时，输出端才会是高电位，对应的三极管才会导通、对应的电动机才会转动；反之，输出端为低电位，对应的三极管截止、对应的电动机停

4、止。4、影响同、反相输入端的电位高、低的主要因素。（1）、2、6脚反相输入端的电位，可以分别通过500k电位器来调节。（2）、3、5脚正相输入端的电位，取决于光耦的工作状态。每个光电耦合传感器（简称光耦）都由一只红外发射管和一只反向接入的光电二极管组成。光电二极管只有接收到红外线时，才有电流通过该管，通过的电流大小取决于接收到的红外线强弱。光电二极管通过的电流越大，则同相输入端3或5脚的电位越高。由于轨道的白色部位反射红外线的能力比黑色部位强，智能寻轨器光耦处在白色部位时通过光电二极管的电流，比处在黑色部位时大，这时同相输入端的电位就高于反相输入端的电位（反相输入端的电

5、位通过500k电位器调在合适位置时），输出端为高电位，对应的三极管导通，对应的电动机转动；反之，电动机停止。当左、右电动机都转动时，智能寻轨器向前；当左、右电动机都停止时，智能寻轨器停止；当左、右电动机中一个在转动，另一个停止时，智能寻轨器就会向停转电机侧拐弯，这就是智能寻轨器能自动寻轨的机理。5、部分元器件的作用（1）、稳压二极管D1反向接入电路时，它两端的电压较稳定。500k电位器与稳压管并联，电位器两端电压也相对稳定，从而使运放的反向输入端的电位也稳定。（2）、500k电位器用来调节反相输入端电位的高低。（3）、绿色发光二极管D2是电源指示，若稳压二极管不是反向接

6、入的，D2就不会亮；红色发光二极管D3、D4为智能寻轨器转弯指示灯。综上所述，当智能寻轨器在轨道的直道上开始行驶时，由于左、右两个光耦的光电二极管都能接收到白色区域反射的较强的红外线，这时双运放的左、右两个同相输入端的电位都高于各自对应的反相输入端电位，于是双运放的左、右两个输出端都处于高电位状态，使左、右两个8050三极管都导通，左、右两个电机都转动，智能寻轨器就直线前进。显然，此时红色光二极管D3、D4都不会亮的。当智寻轨器向前行驶过程中，遇到轨道向右转弯时，右边光耦的发射管发出的红外线碰到黑色轨道，几乎全被吸收，接收光电二极管几乎没有电流通过（或通过的电流很小），

7、于是双运放右部的反相输入端的电位高于同相输入端电位，则右输出端处于低电位，右三极管截止，右电机停止转动，智能寻轨器就向右转弯；此时3V的电机电源几乎全加在红色发光二极管D4的路回上，使右转指示灯D4点亮。遇到跑道向左转弯时，智能寻轨器就向左转弯的机理相同，不再重述。（三）智能寻轨器的制作一、电路部分的制作1、印刷电路板的制作（1）、印刷电路板铜箔面图图43实际的印刷电路板上，并无元器件标志。初学者拿到印刷电路板后，找到印刷电路板上的定位标志（上图在左上角），把这个标志也转到左上角，其它元器件的位置就不难确定了。（2）、印刷电路板无铜箔面焊