1、智能电动车及驱动系统电路设计本系统要求设计并制作一个简易智能电动车，设计方案包括基本要求，发挥部分及其它创新部分。基本要求基本要求 电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线）、沿宽度为 2cm 的黑色引导线到达 B 点。在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有 13 块宽度为 15cm、长度不 等的薄铁片。电动车检测到薄铁片时，立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。 电动车到达 B 点后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达 C 点（也可脱离圆弧引导线到达 C 点）。C 点下埋有边长为 15cm 的正方形薄铁片，要求电动车到达 C 点检测到薄铁片后在 C 处停车 5 秒，停
2、车期间发出断续的声光信息。 电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。 电动车完成上述任务后立即停车，全程不得超过 90 秒，行驶时间达到90 秒时立即自动停车。图图 2 系统总体框图系统总体框图线路跟踪电路线路跟踪电路方案一：采用 CCD 单色摄像头，配计算机主板及图像采集卡。对白背景下，黑线的识别， 目前做的比较成熟， 效果相当好。 但成本高， 很难找到合适的载体。方案二：采用颜色传感器。目前颜色传感器的应用，越来越广泛，效果也可以。但几百元的价格及相对复杂的处理电路，并且还需要光源，所以也不是一个很好的选择。方案三：采用一左一右两
3、个红外发射接收对管。该传感器不但价格便宜， 容易购买，而且处理电路（如图 3 所示），简单易行，实际使用效果很好，能很顺利地引导小车到达 C 点。在该电路中，加比较器 LM311 的目的，是使模拟量转化为开关量，便于处理。为使发射有一定的功率，发射回路要求不小于 20mA 的电流。根据 ，故可选择 R1=150。启动时，小车跨骑在黑线上。两个红外发射接收对管，分别安装在黑线的两侧的白色区域，输出为低电压，当走偏，位于黑线上时，输出为高电压。因黑线较窄（2cm），为及时调整车的方向，选择比较器的阀值为 2.5v，即黑白相间的位置，即开始调整。实验表明，效果较理想图图 3 红外发射接收对管处理电路
4、红外发射接收对管处理电路避障电路避障电路方案一：采用激光传感器测距。能非常准确地测出小车与障碍物的距离， 但价格也高，处理复杂，不符合我们的要求。方案二：采用超声传感器。进口的超声传感器，换能器薄，并且带处理电路，输出与距离成比例的模拟信号，通过 AD 转换，可获得距离信息，价格贵。也有一些 较简单的超声传感器及处理电路，能输出开关量信息，价格也不贵，是一个好的选择，但由于没买到现成的处理电路，平常又没有做过这种电路， 时间紧，故未采 用。方案三：采用左右两个红外传感器。红外传感器，是目前使用比较普遍的一种避障传感器，其处理电路如图 4 所示，通过调节 R23、 R24 两个电位器，可调节两个
5、红外传感器的检测距离为 1080cm，开关量输出（TTL 电平），简单、可靠。我们采用这种电路，能可靠地检测左前方、右 前方、前方的障碍情况，为成功避障提供了保证。图图 4 红外发射及接收处理电路红外发射及接收处理电路光源检测电路光源检测电路为了检测光线的强弱，我们在小车左前方、右前方加了 2 只光敏传感器，即光敏电阻。电路如图 5 所示。光敏传感器根据照射在它上面的光线的强弱， 阻值发生变 化，输出电压随之变化，通过 ADC0809 后，得到与光强相对应的数字量，从而引导小车，向光源靠近。不同型号的光敏电阻，暗电阻及亮电阻差别较大，需根 据不同参数的光敏电阻，选用不同大小的分压电阻。图 5
6、光源检测电路金属检测电路金属检测电路采用了一只涡流型铁金属探测传感器，型号：LJ18A3-8-Z/BX。可靠探测距离，小于 8cm。电机驱动电路电机驱动电路电动小车的本身自带的换向及驱动电路，相当粗糙，电机的特性也很不好，不能调速。 电压低了， 速度慢， 驱动力矩小， 走不动； 电压高时 （刚换上电池时） ，速 度又很快，难以调整。在这上面，花费了不少的时间，效果很不好。最后，决定对小车的电机及驱动电路，进行了更换。后轮采用了一对减速直流电机， 其驱动电路 如图 6 所示。采用 PWM 控制，可较方便的对电机进行调速。图图 6 电机驱动电路电机驱动电路简易智能电动车由一个电动玩具车改造而成。 系统的控制部分以单片机为核心，通过对前向通道各种传感器信号的采集、处理，较好地实现了后向通道驱动及转向电机的运动控制和相关信息的处理、显示和声光报警。
