基于光学传感器的智能玩具小车设计

基于光学传感器的智能玩具小车设计

基于光学传感器的智能玩具小车设计

 智能机器人在当今社会的应用越来越广泛。从普通的玩具机器人到工业控制机器人
，从能够炒菜的机器人到可以进行太空探测的机器人，可以预见今后智能机器人的应用
将更加广泛。普通的无线遥控车大家都很熟悉，任天堂的电玩WII大家也都觉得很神奇。
熟悉的不好玩，神奇的又玩不起，可能是很多人遇到的共同问题。本设计从全新的思维
角度出发，制作一个日常生活可以玩的智能小车，以飨有共同爱好的读者。

　　系统总体设计

　　智能小车系统原理是，将三维坐标传感器安装在小车上，小车即具有智能感知功能
，就会随着目标物的前后左右移动而跟着移动。系统主要有3个组件：一为三维坐标光感
传感器（ETOMS-
ET21X111）,用于采集目标物的移动坐标，该传感器使用非常简单；二为MCU（EMC-
EM78P156），读取传感器数据控制马达转动，EM78P156是市面上常见的MCU，使用简单，
价格便宜；三是马达，马达选用普通直流马达即可，采用PWM控制。系统整体框架如图1
所示。

 

[pic]

图1 系统整体框架

　　该设计的整体功能简单概括起来就是：让小车能够跟着人（或是目标物）走。分开
来讲需要实现以下3个小功能：传感器能够正确读取X、

Y、Z的坐标值，这是首要条件。MCU能够正确判断X、Z坐标值的大小变化，这是关键。可
能有人会有疑问，为什么不判断Y坐标变化呢？那是因为小车不能上下跳跃（上下方为Y
轴）。MCU根据坐标值的大小变化控制马达转向及马达PWM的时间，这是结果。

　　硬件系统设计

　　1 传感器周边电路设计

　　ETOMS-
ET21X111是一款高性能具有X、Y、Z坐标资料输出功能的光感传感器。具有如下特点：高
速资料输出，每秒钟输出坐标资料高达75frame；低电压工作，电压范围2.7～3.5V；采
用标准RS2