智能小车多功能传感器模块的设计

智能小车多功能传感器模块的设计

智能小车多功能传感器模块的设计

0 引言

　　智能车是行动模式最简单的机器人之一。在军事、救援、生产、生活中都有广泛的
应用。更是受到众多电子类竞赛的青睐。如全国大学生电子竞赛、飞思卡尔智能车大赛
等。比赛中的思路及创新对实际应用的发展也起着重要作用。

　　1 方案论证

　　在竞赛中，我们用过几种寻迹传感器的方案。但各有优劣。

　　方案1：采用555集成芯片，组成触发器电路。TCRT5000光电传感器采集到的信号转
换成一定电压，经触发器转变成标准的电平输入。这样单片机不会造成逻辑混乱。此方
案优点是抗干扰能力强。但由于每个光电对管要配一组555电路。所以成本非常高，并且
也给PCB布板增加了难度。

　　方案2：采用集成运放构成电压比较器，同样将光电传感器采集到的信号转换成数字
信号供单片机处理。此方案与方案1比较成本有所降低。但由于集成运放芯片大多只包含
二到四个内部放大器。对于需要多个光电传感器的寻迹受到了限制。

　　方案3：采用最简单的三极管开关电路构成电平转换电路。此方案成本最低，扩展方
便。而且此电路可以用引线连接不同的光电传感器，将智能车要完成的其它功能结合在
一起。

　　比较后，本设计选取方案3构成一款多功能的传感器模块。

　　2 原理设计

　　在小车中应用的传感器，无论是寻迹、检测路程还是避障都可以应用红外线实现。
只是应用的传感器形状和原理略有不同。寻迹和避障要用反射式。而检测路程要用直接
接收式。我们可以用U形槽状的光电传感器。令传动齿轮通过凹槽，齿轮上开一孔。每当
该孔通过槽体，槽体一侧发射管的红外线将无阻挡地射到接收管上，产生一脉冲信号。
根据产生信号的次数，还有齿轮一周与车行进路程的关系，便可用程序计算出小车行驶
的路程。

　　几种传感器虽接通方式不同，但它们接收到信号后，都要经过同样的处理过程。那
就是把