智能循跡尋跡機(jī)器人小車

工作原理簡介：

LM393隨時(shí)比較著兩路光敏電阻的大小，當(dāng)出現(xiàn)不平衡時(shí)（例如一側(cè)壓黑色跑道）立即控制一側(cè)電機(jī)停轉(zhuǎn)，另一側(cè)電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)，從而使小車修正方向，恢復(fù)到正確的方向上，整個(gè)過程是一個(gè)閉環(huán)控制，因此能快速靈敏地控制。

本著從簡到繁的原則，我們首先來制作一款由數(shù)字電路來控制的智能循跡小車，在組裝過程中我們不但能熟悉機(jī)械原理還能逐步學(xué)習(xí)到：光電傳感器、電壓比較器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等相關(guān)電子知識。

下面我們先來熟悉一下三個(gè)主要器件：

光敏電阻器件

    這就是光敏電阻，它能夠檢測外界光線的強(qiáng)弱，外界光線越強(qiáng)光敏電阻的阻值越小，外界光線越弱阻值越大，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�，光敏電阻的阻值會發(fā)生明顯區(qū)別，便于后續(xù)電路進(jìn)行控制。

LM393比較器集成電路

    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)：接近開路或者下拉接近低電平，LM393采用集電極開路輸出，所以必須加上拉電阻才能輸出高電平。

帶減速齒輪的直流電機(jī)

    直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)小車的話必須要減速，否則轉(zhuǎn)速過高的話小車跑得太快根本也來不及控制，而且未經(jīng)減速的話轉(zhuǎn)矩太小甚至跑不起來，我們專門定做的這種電機(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。

    首先我們來熟悉一下整機(jī)的工作原理圖，LM393隨時(shí)比較著兩路光敏電阻的大小，當(dāng)出現(xiàn)不平衡時(shí)（例如一側(cè)壓黑色跑道）立即控制一側(cè)電機(jī)停轉(zhuǎn)，另一側(cè)電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)，從而使小車修正方向，恢復(fù)到正確的方向上，整個(gè)過程是一個(gè)閉環(huán)控制，因此能快速靈敏地控制。

光敏電阻器件

這就是光敏電阻，它能夠檢測外界光線的強(qiáng)弱，外界光線越強(qiáng)光敏電阻的阻值越小，外界光線越弱阻值越大，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�，光敏電阻的阻值會發(fā)生明顯區(qū)別，便于后續(xù)電路進(jìn)行控制。

LM393比較器集成電路

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)：接近開路或者下拉接近低電平，LM393采用集電極開路輸出，所以必須加上拉電阻才能輸出高電平。

帶減速齒輪的直流電機(jī)

直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)小車的話必須要減速，否則轉(zhuǎn)速過高的話小車跑得太快根本也來不及控制，而且未經(jīng)減速的話轉(zhuǎn)矩太小甚至跑不起來，我們專門定做的這種電機(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。

LM393隨時(shí)比較著兩路光敏電阻的大小，當(dāng)出現(xiàn)不平衡時(shí)（例如一側(cè)壓黑色跑道）立即控制一側(cè)電機(jī)停轉(zhuǎn)，另一側(cè)電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)，從而使小車修正方向，恢復(fù)到正確的方向上，整個(gè)過程是一個(gè)閉環(huán)控制，因此能快速靈敏地控制。

組裝步驟：

第一步：電路部分基本焊接

電路焊接部分比較簡單，焊接順序按照元件高度從低到高的原則，首先焊接8個(gè)電阻，焊接時(shí)務(wù)必用萬用表確認(rèn)阻值是否正確，焊接有極性的元件如三極管、綠色指示燈、電解電容務(wù)必分清楚極性盡量參考我們圖片的元件方向焊接，焊接電容時(shí)引腳短的是負(fù)極插入PCB絲印上陰影的一側(cè)，焊接綠色LED時(shí)注意引腳長的是正極，并且焊接時(shí)間不能太長否則容易焊壞，D4 D5 R13 R14 可以暫時(shí)不焊，集成電路芯片可以不插，初步焊接完成后請務(wù)必細(xì)心核對，防止粗心大意。

第二步：機(jī)械組裝

將萬向輪螺絲穿入PCB孔中，并旋入萬向輪螺母和萬向輪。電池盒通過雙面膠貼在PCB上，引出線穿過PCB預(yù)留孔焊接到PCB上，紅線接3V正電源，黃線接地，多余的引線可以用于電機(jī)連線。

機(jī)械部分組裝可以先組裝輪子，輪子由三片黑色亞克力輪片組成，裝配前請將保護(hù)膜揭去，最內(nèi)側(cè)的輪片中心孔是長園孔，中間的輪片直徑比較小，外側(cè)的輪片中心孔是園的，用兩個(gè)螺絲螺母固定好三片輪片，并用黑色的自攻螺絲固定在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，最后將硅膠輪胎套在車輪上。用引線連接好電機(jī)引線，最后將車輪組件用不干膠粘貼在PCB制定位置，注意車輪和PCB邊緣保持足夠的間隙，將電機(jī)引線焊接到PCB上，注意引線適當(dāng)留長一些，防止電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向錯(cuò)誤后便于調(diào)換引線的順序。

第三步：安裝光電回路

光敏電阻和發(fā)光二極管（注意極性）是反向安裝在PCB上的，和地面間距約5毫米左右，光敏電阻和發(fā)光二極管之間距離也在5毫米左右。最后可以通電測試.

第四步：整車調(diào)試

在電池盒內(nèi)裝入2節(jié)AA電池，開關(guān)撥在“ON”位置上，小車正確的行駛反相是沿萬向輪方向行駛，如果按住左邊的光敏電阻，小車的右側(cè)的車輪應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)，按住右邊的光敏電阻，小車的左側(cè)的車輪應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)，如果小車后退行駛可以同時(shí)交換兩個(gè)電機(jī)的接線，如果一側(cè)正常另一側(cè)后退，只要交換后退一側(cè)電機(jī)接線即可。

注意事項(xiàng)：

組裝說明書的背面就是循跡小車的簡易跑道，客戶也可以直接用1.5～2.0厘米黑色的電工膠帶直接粘貼在地面上設(shè)計(jì)成復(fù)雜的跑道就更好玩了。