如何制作一个小车的测速电路?

电子说

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上个星期周末,冒昧的跑出去玩了。今天,目光有意无意的扫了一下那辆小车,上面的亚克力板已经布满灰尘。可见我的工作台面尘土飞扬已经不是什么新鲜事。两个星期没动过小车了,打从一开始就计划好如何制作,怎样去写“攻略”。我可不想把这小车弄成一个烂尾工程。最终残局收场。

话说回来,早在两个星期前,我已经做好了小车的测速模块了,一直没有时间写“攻略”,而今天则开始执行下一步,设计的小R的主控电路。

一个电子爱好者发Email给我,问了我一些问题。(PS:这里并不是建议每个人遇到问题都来问我哈。有时候挺忙的,未能及时回复。不过,对于每一个爱好者的“来电”,我都是很负责任的去回复的!)

其中有一个问题,很值得我思考。大概是:您(这里说的是我,哈哈,这位同学挺有礼貌的。)一边搞制作,又一边写文章,浪费太多的时间,进度太慢了。为什么不直接制作完再写文章?

首先,我觉得一边DIY,一边写“攻略”,并不会说耽误什么时间。每一个制作,放出来。我都会再三的检验电路是否能工作,试验成功后,我才写文章。(因为,我总不能“欺骗”读者吧,不能愚弄自己)

这篇废话确实过多了,纯粹为了凑字数。或者说这章的篇幅确实有够短的。(PS:做好的模块装上小车挺有范的)

1.测速方法及原理

我的小车(ROBOT CAR)用的是码盘测速的方法。也就是在小车减速箱的一个轴上装上码盘。(买的成套小车已经有了),小车轮子转动也带动了码盘的转动。我利用光电门检测码盘转动,并进行计数。进而知道小车的速度。

原理很简单,码盘上有透孔。码盘转动,当光电门遇到码盘遮挡,输出低电平,没有遮挡则输出高电平。我的这辆小车上的码盘有20道透孔,也就是小车轮子转动一圈,光电门会输出20个脉冲。通过脉冲来计数,能能简单的算出轮子的转速了。

简单分析一下:

小车轮子的周长,C=2πr (π一般取3.14,r是小车轮子的半径)

码盘有20等份,即每一脉冲到来,走过的距离是 D=2πr/20=πr/10

那么我们统计脉冲的个数n,小车走过距离 D=nπr/10 (n为脉冲个数,r为轮子半径)

速度怎么算?我们利用单片机定时器,在一定时间内统计脉冲个数。根据V=D/t=nπr/10t 算出上个时间段的平均速度,由于定时的时间较短,我们可以将该平均速度当做瞬时速度直接来用,误差不会很大。

2.测速电路制作

测速电路用的是两个光电门,对码盘进行检测。所以电路也很简单。我这里用的LM393(双电压比较器)设计的单门限电压比较器,通过光电门状态,进而输出高低电平。(遮挡:输出低电平;无遮挡,输出高电平)

电路图:

(这个电路原理图只是一个光电门或者红外对管的电路,小车的测速模块是采用了两个光电门)

3.制作,完工,效果。

测速模块的正面,这花了我不少心思。

测速模块的反面,跟码盘打交道,深入码盘的光电门。

再来一个组装效果。

简而言之,码盘的测速电路极为简单,并不值得我大费篇章说明。

制作电路的时候,需要考虑码盘的位置,以及光电门插入码盘的深度。还有,光电门是采用红外对管的,都有正负极之分,尤为注意。

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