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1、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 理解循跡小車的工作原理 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 的動手能力作為首要任務(wù)，而智能小車的制作生動 有趣還可以通過實(shí)踐大大提高解決實(shí)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(jī)器人、足 球機(jī)器人、避障機(jī)器人、遙控汽車等。同時牽涉到 機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子基礎(chǔ)、傳感器原理、自動控制甚至 單片機(jī)編程等諸多學(xué)科知識 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)字電路的循跡小車的感性認(rèn)識 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） 開關(guān)（ 1） 電解電容器（ 2） 機(jī)械裝置 201
3、0年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 1、外觀檢查 對于固定電阻器首先查看標(biāo)志清晰，保護(hù) 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(yīng)檢 查轉(zhuǎn)軸靈活，松緊適當(dāng)，手感舒適。有開關(guān)的 要檢查開關(guān)動作是否正常。 電阻器的檢測 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(xiàn)的電 阻與被測電阻并聯(lián)，影響測量準(zhǔn)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(yīng)首先斷電，將 電阻從電路中斷開，然后再進(jìn)行測量。
4、 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 用萬用表的電阻擋對電阻進(jìn)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(shù) 是非線性的，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滿量程，讀數(shù)更為準(zhǔn) 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?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)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?yàn)榱銡W，或與標(biāo)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(diào)電阻 ）的 任一固定端，緩慢旋動軸柄， 2010年 12月 12日 平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校電工電子教研室 觀察表針是否平穩(wěn)變化，當(dāng)從一端旋向另一 端時，阻值從零歐變化到標(biāo)稱值（或相反） ，并且無跳變或抖動等現(xiàn)象，則說明電位器 正常，若在旋轉(zhuǎn)的過程中有跳變或抖動現(xiàn)象 ，說明滑動點(diǎn)現(xiàn)電阻體接觸不良。在本小車 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(dāng)紅色 LED光投射到白色區(qū)域和黑色跑道 時因?yàn)榉垂饴实牟煌?，光敏電阻的阻值?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 發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?，?用 R 10k檔可測出其正、反向電阻。 一般正向電阻應(yīng)小于 50k歐姆
7、，反向 電阻應(yīng)大于 200k歐姆。若正、反向 電阻均為零，說明內(nèi)部擊穿短路。 若正、反向電阻均為無窮大，證明 內(nèi)部開路。 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(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，由兩個獨(dú) 立的精密電壓比較器構(gòu)成。它的作用是比較兩個 輸入電壓，根
8、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。 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、
9、循跡小車電路分析 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(zhuǎn)右轉(zhuǎn)信號。 電機(jī)驅(qū)動部分：通過控制三極管的導(dǎo)通截止，驅(qū) 動減速直流電機(jī)轉(zhuǎn)動，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(cè)的電機(jī)就會減速甚至停轉(zhuǎn)這一側(cè)的綠色 的 LED熄滅，驅(qū)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?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 電路的循跡小車電路工作原理，一方面進(jìn) 一步加深了對元器件的認(rèn)知和測量方法， 通過這節(jié)課，希望同學(xué)們在以后的學(xué)習(xí)中 更加鍛煉自己的動手動腦能力。 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、通過觀看循跡小車在地圖上的運(yùn)行情況， 請同學(xué)們思考循跡小車正常運(yùn)行受哪幾方面 影響？ 2、請同學(xué)們論述循跡小車的工作原理。 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！
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