简易电磁循迹智能小车

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本次设计中是通过判断小车偏移量，来调整小车位置，从而达到 按规定路线行驶的要求。
赛车
小车位于轨道中心 小车偏右
小车偏左
小车左转 小车右转
左传感器 弱 强 弱 无 无 弱 强
右传感器 弱 弱 强 弱 强 无 无
左电机 慢 慢 快 慢 快 停 停
右电机 慢 快 慢 停 停 慢 快
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第第一一章章 并简列介概关要系 第第二二章章 递设进计原关理系 第第三三章章 循制环作过关程系 第四第章四章其他总结类型
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简介概要
技术背 景
智能汽车这个概念是在半个世纪前提出，一些发达 国家如德国、美国、英国已将智能汽车用于社会服务， 其拥有强大的控制、识别能功能。智能汽车不仅可以 用于生产、服务，大幅度提高我们的工作效率，同时 给予人们更多地便利及安全保障。智能汽车将会对未 来交通系统带来巨大的变革。然而目前所需要解决的
右电机 慢 快 慢 停 停 慢 快
比计器原采用LM339比较器，它是三极管开路输出，接上拉电 阻后，调试时发现LM339的输出不能驱动电机的驱动电路，加上上电
阻后还是有问题。逻辑判断不准。
电机驱动
电机驱动电路采用2N5551开关电路，比较器的输 出驱动三极管基极，当Q1饱和导通时，电机转速较慢，当
最大问题便是无人驾驶汽车的安全问题。
简介概要
以汽车模型作为基础，
设计要ห้องสมุดไป่ตู้
通过自动识别道路中心
求
位置处由通有交变电流
（20KHz）的导线所产
生的电磁场道路检测，
从而实现自动寻迹的功
能。
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该设计原理采用电磁感应效应检测导体周围产 生的磁场。根据麦克斯韦电磁场理论可知，通 有交变电流的导体周围会产生电磁场。由比奥 -萨伐定律可知,在通有电流I，长度为L，距离
Q1和Q2都饱和导通时，电机转速较快。
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1
制作过程2
3
第一阶段：课程设计题目分析、 文献查询和咨询阶段
第二阶段：电路设计、元器件采 购及电路板PCB设计阶段
第三阶段：焊接电路及调试阶段
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通过在跑道上测试，本设计基本达到了 课程设计要求。但其中也有不足之处。 首先小车在行进途中会出现左右晃动的 情况，通过分析，是由于对感应部分的 放大电路没有达到要求，当导线位于两 电感线圈中间时，产生的感应电动势极 其微小，放大倍数不高，以至于后面的 逻辑判断不能准确定位。其次对于小车 行驶速度也有待提高，起初为了防止小 车因速度过快不能及时反应而脱离跑道， 因此在电机驱动电路上选择稍大电阻， 以减小电流。整体而言，整个设计所需 成本较低，功能也基本完善，在后续的 学习和工作中，我将进一步改进传感器 电路，加简大要探说测范围，提升小车速度，
来明提升智能车的性能。
后序
科技进步的空间还很巨大，智能车辆技术仍有待提高 我们的任务依然艰巨 望各位同学学好专业技能， 站
在国家科技发展的高度上去面对各种挑战与艰难
不忘初心 砥砺前行
thanks!!!
貌似没有什么诚意 然而就是
逻辑判断表
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总体设计方案
电磁传感器
电 源
信号采集及 处理
模
块
逻辑控制
电机驱动
左电 机
右电 机
电磁传感器
由于赛道路径上铺设的漆包线通有20KHz的方 波，传感器采用传统的电磁感应线圈方案，它具有原理 简单，体积较小，价格便宜，相应频率快，电路实现简
单等优点。
导线中心为r的磁感应强度为：
磁感线是以导体为圆心的一系列同心圆，由上述 公式可知，当电流I一定时，磁感应强度与距离导 线中心的长度成反比。变化的磁场通过感应线圈 会产生感应电动势。因此在小车前方放置感应线 圈，根据磁场的大小产生相应感应电动势，驱动 小车行进。根据法拉第电磁感应定律可知，假设
线圈半径为r，感应电动势为：
逻辑控制电路
采用4个比较器，传感器的输入转换成电压后，输入到比较器正相 输入端，负向输入端接一个变阻器方便调节比较电压。一路传感器电压输
入到两路比较器。通过设定两个不同级别的电压判断当前的位置。
左传感器 弱 强 弱 无 无 弱 强
右传感器 弱 弱 强 弱 强 无 无
左电机 慢 慢 快 慢 快 停 停
检测电磁线圈选用10mH的工字电感， 这类电感的体积小，Q值高，具有开放的磁芯等
特点。 已知感应电动势的频率为f=20 kHz，感 应线圈电感为 L= 10 mH ，可以计算出谐振电
容的容量为：
标称电容与上述容值最为接近的电 容为 6.8nF，所以在实际电路中我们选用 6.8nF 的独石电容作为谐振电容。该电容虽 然误差比较大，测试中15个电容里面误差最
小的都有1453pF，但价格便宜。
信号采集及处理
一级放大电路
二级放大电路
检波电路
信号处理电路由两级放大电路和检波电路组成，第一级 放大是三极管放大，第二级放大是LM358单电源供电反比例运
放电路。 在两级放大之后，为了方便后面的逻辑控制，故需要幅 度测量，本设计中选用倍压检波电路获得正比于交流信号峰峰 值的方案，倍压检波电路中的二极管选用肖特基二极管，该二