电子制作
1、红外避障系统
在车前方安装红外发射和红外接收电路。在车前进的过程中若遇到障碍物,外线被反射,经红外接收电路.将光信号转换成电信号,使小车一侧电动机停转,而另一侧电动机转速不变.从而改变运行方向.达到避障的目的。
1.1红外发射电路
R4、C2和两个非门构成了一个多谐振荡器,R1为隔离电阻,它产生的方波频率为38KHz。如图1.2(a)所示。他从与门9脚输入,R12、其C3和其它两个非门也构成了一个多谐振荡器,R11为隔离电阻。它产生一个低频方波信号。如图1.2(b)所示.它从与门10脚输入,利用与门的开关特性,低频方波信号对38KHz高频方波信号进行数字振幅调制.即振幅键控,从3脚输出已调波信号.如图1.2(c)所示。以调波经限流电阻R。注入三极管Q1的基极,被放大后驱动红外发光二级管发出红外线,即将电信号转化成光信号发射出去。R2为集电极负载,改变其阻值可改变红外发光二极管的发光功率,从而能改变小车避障的灵敏度。
CD4069是一个六非门集成电路可用它搭建多谐振荡器电路,也可用CD4011,它是一个四与非门电路。若把两个输入端接在起,CD4011就变成了四非门集成电路,74LS08是一个四与门电路,可用它搭建振幅键控电路和下文避障信号控制电路。
1.2红外接收电路
红外线接收采用HS0038B红外一体化接收头。1脚为解调信号输出端.2脚接地.3脚接电源;当遇到障碍物时,光敏二极管将接收到的
红外线转化成电信号。通过输入电路送入放大电路,调解电路把调制到38KHz高频载波上的低频方波信号取出,经三极管放大后由集电极输出,即1脚输出没有遇到障碍物时,接收头接收不到红外线,解调电路无输出,三极管vT处于截止状态。从1脚输出高电平。
红外信号接收放大电路如1.4所示;在没有遇到障碍物时,红外一体化接收头1脚为高电位.Q2饱和导通,Q3截止。电源VCC经过R1、R8。对电容C1充电。在电容上充得电源电压。与门2脚为高电位,使与门处于打开状态,来自车载接收模块的D3信号能顺利通过。从而实现对小车的无线控制。当遇到障碍时,红外一体化接收头1脚输出方波,低电平到来时。Q2截止,Q3饱和导通,电容C1经过二极管管D2、三极管Q3迅速放电,与门2脚变为低电平.将与门封锁;高电平到来时.虽然Q2截止,Q3饱和导通。电塬VCC经R1、R8时对电容C1充电。但由于充电时间常数大,充电很慢.在下一个低电平到来时,VT2又饱和导通。C1上充得的少数电荷又被迅速放掉。与门1脚还是低电位。总之,遇到障碍物时,接收头1脚输出的方波信号将与门关闭.来自车载接收模块的D3信号封锁.使小车一侧的电动机停转。但另一侧电动机不受影响,继续正转。从而改变行进方向,达到避障的目的。
2.无线遥控系统
该系统采用由2262、2272集成电路组成的无线遥控系统,分为手持发动模块和车载接收模块。
2.1手持发射模块
图2.1为手持发射模块的外形,其内部以编码芯片2262为核心;当没有按键按下时,不接通电源。无高频信号发射出去,当有按键按下时。高频发射电路起振,发射出等幅高频信号。
2.2载接收模块
图2.2为车载接收模块。以解码芯片SC2272为核心.该模块共有7个引脚与外电路相连,它把接收到的高频信号进行放大、解调,获得数据信号。从该模块的D0、D1、D2、D3四个引脚输出,其余三个引脚分别是电源VCC(5V)、地线GND和解码有效时VT变为高电平,使外接的LED闪烁。
2.3工作方式
手持发射模块按键A、B、C、D与车载接收模块四个数据输出端D0、D1、D2、D3的关系如表2.1所示。
该模块有锁存、点动两种输出方式,本电路采用锁存工作方式,即按一下A键,D2引脚输出高电平,再按一A键,D2引脚输出低电平,再按一A键,D2引脚输出高,再按一A键,D2引脚输出低电平,再按一A键,D2引脚输出高电平,周而复始。其他三个键也是这样的,并且他们互不影响。
3.电机驱动系统
驱动系统采用集成芯片L293,内部主要南四个三态门构成,如图3.1所示,三态门①、②共用一个使能端1。当使能端接高电平时,两个
三态门被打开,信号可双向传输,使电动机能够正、反转,3、6引脚外接小车驱动电机Ml,i态门③、④及电机M2的工作原理与三态门①、②
相同。车载接收模块解码输出的信号DO、DI、D2分别与7、2、15引脚直接相连。
4.供电系统
用9V电池做小车的电源,需用三端稳压器7805稳压后再供电。为避免驱动电机对遥控电路有影响,给电动机另设一个7805稳压器,专门给电动机供电,即输出端直接L293的8脚。
5.总体电路图
6.结束语
该车结构简单,调试方便,很适合初学者制作,在制作的过程中同学们不仪能够加深对理论知识的理解,更重要的是提高同学们的动手能力,培养创新意识,增强实战信心。
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