毕业设计 智能电动车

目录

1 引言 (2)

2 智能电动车的原理 (2)

3 红外线光控电路 (3)

3.1 红外线相关 (3)

3.2 继电器 (4)

3.3 红外线光控电路的组成 (4)

3.4 LM324芯片在具体电路中的应用 (5)

4 LM567芯片 (9)

4.1 LM567在红外光电探测电路中的应用 (10)

4.2 小车电路所需元器件 (14)

4.3小车内部电路以及连线 (15)

4.4小车电路分析结束语 (15)

4.5小车整体性能的调试 (16)

5小车前景 (17)

结束语 (17)

致谢 (17)

参考文献 (17)

1 引言

近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在

不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。而机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，自动避障系统的研发开始显得尤为重要。避障控制系统是基于自动导引小车，使用传感器感知路线，实现自动识别路线，判断并自动避开障碍，选择正确的行进路线。自动避障小车就是自动避障机器人中的一类。自动避障小车可以作为地域探索机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物。

2 智能电动车的原理

图1 电动车的原理示意图

智能小车原理示意图如图1所示,小车的电路基本有六部分组成，包括手动控制电路、无线遥控控制电路、转换开关、继电器、红外线光控电路和小车马达，其中红外线光控电路是小车的核心部件，它在一定意义上体现了小车的智能。

小车的工作过程大致是：小车手动控制电路和无线遥控控制电路通过转换开关将

反射物体

红外线发射管 红外线光敏管

红外线光控电路

继电器

转换开关

小车手动控制电路 小车无线遥控电路

M

小车马达

控制信号传给小车继电器,小车继电器平时处于常闭状态,继电器直接接在小车马达上.而红外线光控电路则直接作用于继电器上,红外线光控电路的探测距离在1.5厘米之内(探测距离可通过可变电阻W进行调节,此电路将在下面介绍)当小车在行使过程中,红外线光控电路的红外线发射管不断的向外发射红外线，不论是手动控制还是无线遥控控制,当小车的前方出现障碍物时,红外线发射管发出的红外线被物体反射回来,被红外线光敏管接受,接受到的信号通过红外线光控电路的四级放大后（此放大电路将在下面介绍到）作用于继电器,使继电器的常闭触点断开,使小车马达断电,实现了小车的避障.

3 红外线光控电路

3.1 红外线相关

红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由英国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒界。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm 之间。

自从1800年英国天文学家霍胥尔发现红外辐射至今，红外技术的发展经历了将近两个世纪。从那时开始，红外辐射和红外元件、部件的科学研究逐步发展，但发展比较缓慢，直到1940年前后才真正出现现代的红外技术。此后，美国、英国、前苏联等国竞相发展。特别是美国，大力研究红外技术在军事方面的应用。红外技术发展的先导是红外探测器的发展。赫歇尔发现红外辐射时使用的是水银温度计，这是最原始的热敏型红外探测器。1830年以后，相继研制出温差电偶的热敏探测器、测辐射热计等。在1940年以前，研制成的红外探测器主要是热敏型探测器。19世纪，科学家们使用热敏型红外探测器，认识了红外辐射的特性及其规律，证明了红外线与可见光具有相同的物理性质，遵守相同的规律。它们都是电磁波之一，具有波动性，其传播速度都是光速、波长是它们的特征参数并可以测量。20世纪初开始，测量了大量的有机物质和无机物质的吸收、发射和反射光谱，证明了红外技术在物质分析中的价值。

从60年代中叶起，红外探测器和系统的发展体现了红外技术的现状及发展方向。

1.在1～14微米范围内的探测器已从单元发展到多元，从多元发展到焦平面阵列。

2.红外探测器的工作波段从近红外扩展到远红外。早期的红外探测器通常工作在近红外。随着红外技术的发展，红外探测器的工作波段已扩展到中红外和远红外。

3.轻小型化。非致冷、集成式、大面阵红外探测器方向发展。

4.红外探测系统从单波段向

多波段发展。在红外技术的发展中，需要特别指出的是：60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展，很多重要的激光器件都在红外波段，其相干性便于移用电子技术中的外差接收技术，使雷达和通信都可以在红外波段实现，并可获得更高的分辨率和更大的信息容量。在此之前，红外技术仅仅能探测非相干红外辐射，外差接收技术用于红外探测，使探测性能比功率探测高好几个数量级。另外，由于这类应用的需要，促使出现新的探测器件。

3.2 继电器

继电器是一种自动电器开关。它的功能是：当给予一个输入量，如电、磁、光、或热等信号时，就能自动切换被控制的电路。继电器是一种重要的电子元件，随着科学技术的不断发展，品种及类型也越来越多，技术性能越来越高，其制造工艺也随之发展。继电器在国民经济部门，特别是航空航天、军事及有关自动化部门作用越来越大。在小车电路中，采用两输入两输出的继电器。

3.3 红外线光控电路的组成

红外线光控电路主要由两部分组成：LM324四运放集成电路和LM567集成锁相环路解码器。

LM324四运放集成电路它采用14脚双列直插塑料封装，内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图2.1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

LM324的引脚排列见图2.2

图2.1 LM324内部运算放大器