寻迹小车
在历届全国大学生电子设计竞赛中多次出现了集光、机、电于一体的简易智能小车题目。
笔者通过论证、比较、实验之后,制作出了简易小车的寻迹电路系统。整个系统基于普通
玩具小车的机械结构,并利用了小车的底盘、前后轮电机及其自动复原装置,能够平稳跟
踪路面黑色轨迹运行。
总体方案
整个电路系统分为检测、控制、驱动三个模块。首先利用光电对管对路面信号进行检
测,经过比较器处理之后,送给软件控制模块进行实时控制,输出相应的信号给驱动芯片
驱动电机转动,从而控制整个小车的运动。系统方案方框图如图 1 所示。
图 1 智能小车寻迹系统框图
传感检测单元
小车循迹原理
该智能小车在画有黑线的白纸 “路面”上行驶,由于黑线和白纸对光线的反射系数不同,
可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”—黑线。笔者在该模块中利用了简单、应用也
比较普遍的检测方法——红外探测法。
红外探测法,即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。在小
车行驶过程中不断地向地面发射红外光,当红外光遇到白色地面时发生漫发射,反射光被
装在小车上的接收管接收;如果遇到黑线则红外光被吸收,则小车上的接收管接收不到信
号。
传感器的选择
市场上用于红外探测法的器件较多,可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头,
也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红外探头。ST 系列集成红外探头价格便宜、
体积小、使用方便、性能可靠、用途广泛,所以该系统中最终选择了 ST168 反射传感器
作为红外光的发射和接收器件,其内部结构和外接电路均较为简单,如图 2 所示:
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