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1、2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 歡迎各位領導老師 光臨指導！ 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 基于數字電路的 循跡小車電路分析 授課教師：王江明 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 掌握元器件的相關知識 理解循跡小車的工作原理 教學目標 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 引言 隨著職業(yè)教育的完善和發(fā)展，學校把鍛煉學生 的動手能力作為首要任務，而智能小車的制作生動 有趣還可以通過實踐大大提高解決實際問題的能力， 另外智能小車還是
2、一個很好的硬件平臺，只要增加 一些控制電路就能完成循跡小車、救火機器人、足 球機器人、避障機器人、遙控汽車等。同時牽涉到 機械結構、電子基礎、傳感器原理、自動控制甚至 單片機編程等諸多學科知識 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 一、基于數字電路的循跡小車的感性認識 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 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（ 2） 開關（ 1） 電解電容器（ 2） 機械裝置 201
3、0年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 1、外觀檢查 對于固定電阻器首先查看標志清晰，保護 漆完好，無燒焦，無傷痕，無裂痕，無腐蝕， 電阻體與引腳緊密接觸等。對于電位器還應檢 查轉軸靈活，松緊適當，手感舒適。有開關的 要檢查開關動作是否正常。 電阻器的檢測 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 2、 萬用表 檢測 在測量中注意拿電阻的手不要與萬用表 的兩個引腳相接觸，這樣會使手所呈現的電 阻與被測電阻并聯(lián)，影響測量準確。另外， 不能在帶電情況下用萬用表電阻擋檢測電路 中電阻器的阻值。在線檢測應首先斷電，將 電阻從電路中斷開，然后再進行測量。
4、 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 固定電阻器 用萬用表的電阻擋對電阻進行測量，對于 測量不同阻值的電阻選擇萬用表的不同倍乘 擋。對于指針式萬用表，由于電阻擋的示數 是非線性的，阻值越大，示數越密，所以選 擇合適的量程，應使表針偏轉角大些 , 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 指示于 1/3 2/3滿量程，讀數更為準 確。若測得阻值超過該電阻的誤差 范圍、阻值無限大，阻值為 0或阻值 不穩(wěn) ,說明該電阻器已壞。 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 電位器的檢測 首先測量兩固定端之間
5、電阻值是否正常， 若為無限大或為零歐，或與標稱相差較大， 超過 誤差 允許范圍，都說明已損壞；電阻體 阻值正常，再將萬用表一只表筆接電位器滑 動端，另一只表筆接電位器（ 可調電阻 ）的 任一固定端，緩慢旋動軸柄， 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 觀察表針是否平穩(wěn)變化，當從一端旋向另一 端時，阻值從零歐變化到標稱值（或相反） ，并且無跳變或抖動等現象，則說明電位器 正常，若在旋轉的過程中有跳變或抖動現象 ，說明滑動點現電阻體接觸不良。在本小車 電路中起調節(jié)光敏電阻靈明度作用 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 光敏電阻器的測量 在
6、無光照（用手或物遮住光）的情況 下萬用表測得阻值大，有光照表針指示電 阻值有明顯減小。若無變化，則 元件 損壞。 當紅色 LED光投射到白色區(qū)域和黑色跑道 時因為反光率的不同，光敏電阻的阻值會 發(fā)生明顯區(qū)別，便于后續(xù)電路進行控制。 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 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 平涼信息工程學校電工電子教研室 發(fā)光二極管檢測 發(fā)光二極管具有單向導電性，使 用 R 10k檔可測出其正、反向電阻。 一般正向電阻應小于 50k歐姆
7、，反向 電阻應大于 200k歐姆。若正、反向 電阻均為零，說明內部擊穿短路。 若正、反向電阻均為無窮大，證明 內部開路。 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 三極管 本電路所用三極管型號為 8550，它是一種低電壓 ,大電流 , 小信號的 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 關應用，射頻放大。 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 LM393集成電路 LM393是雙路電壓比較器集成電路，由兩個獨 立的精密電壓比較器構成。它的作用是比較兩個 輸入電壓，根
8、據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。 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 LM393集成電路 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 減速電機 直流電機驅動小車的話必須要減 速，否則轉速過高的話小車跑得太快 根本也來不及控制，而且未經減速的 話轉矩太小甚至跑不起來，我們所用 的這種電機已經集成了減速齒輪，大 大降低了制作難度非常適合我們使用。 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 三、
9、循跡小車電路分析 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 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：通過光敏電阻，感知小車行駛情況， 為后續(xù)電路提供比較電壓。 電壓比較器部分：通過比較輸入端的電壓大小， 提供小車左轉右轉信號。 電機驅動部分：通過控制三極管的導通截止，驅 動減速直流電機轉動，并使轉向指示燈發(fā)光。 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 2、 電路工作原理 當光源射到白色物體和黑色物體上時的反光率是不同的， 我們這里用紅色的 LED作為光源，光線通過地面反射到 光敏電阻上，通過檢測
10、光敏電阻阻值變化能判斷小車是 否行駛在白色區(qū)域上，如果檢測到是黑色跑道，說明小 車跑偏，這一側的電機就會減速甚至停轉這一側的綠色 的 LED熄滅，驅動小車向相反方向行駛，這樣小車就能 始終沿著跑道行駛了。 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 四、課堂小結 本節(jié)課同學們一方面學習了基于數字 電路的循跡小車電路工作原理，一方面進 一步加深了對元器件的認知和測量方法， 通過這節(jié)課，希望同學們在以后的學習中 更加鍛煉自己的動手動腦能力。 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 五、實物演練，布置作業(yè) 1、通過觀看循跡小車在地圖上的運行情況， 請同學們思考循跡小車正常運行受哪幾方面 影響？ 2、請同學們論述循跡小車的工作原理。 2010年 12月 12日 平涼信息工程學校電工電子教研室 感謝各位領導老師， 同學們！
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