NE555寻光小车.ppt

电子 集成 李杰义 NE555寻光小车 电工基地小制作答辩·2012.1.3 制作背景 我平常喜欢看一些诸如《电 脑迷》、《黑客X档案》、《电 子制作之类的杂志，我做这个寻 光小车的想法就是来自于在《电 子制作》上看到的一篇文章----- 《用NE555制作寻光机器人》。 作品简介 NE555寻光小车最初是由美国电子制作 爱好者GrantM于2001年设计的。寻光小车以N E555集成电路作为其控制系统，以光敏电阻 作为其感光部件，即小车的“眼睛”。小车左 眼与右减速电机、右眼与左减速电机彼此协同 工作。根据双眼检测到的环境光线的差异，由 NE555驱动两只电机做差速运转，驱动小车向 着光线的方向前进。 工作原理 寻光小车的控制系统 NE555工作在双稳态，第二脚 和第六脚连接在一起构成施 密特触发器模式。当光线从 左侧照到小车上时，左侧光 敏电阻阻值减小，NE555第六 脚输入电压升高，当第六脚 电压高于4V（即第八脚电压的 电路原理图 工作原理 2/3）时，NE555第三脚输出 低电平，从而使左减速电机 分压降低而右减速电机分压 升高，导致左侧电机怠速运 转而右电机高速运转，小车 向左转。当光线从右侧照向 小车时，右眼电阻减小，第 二脚输入电平降低，当第二 脚输入电平降低至2V（即第 电路原理图 工作原理 八角输入电平的1/3）时，第 三脚输出高电平，左电机高 速运转而右电机怠速，从而 小车向右转弯。当光线较均 匀时，第二脚和第六脚的输 入电平介于第八脚输入电平 的2/3与1/3之间，第三脚仍 输出高电平，小车沿顺时针 大脑：NE555集成电路 工作原理 方向转动。 小车俯视图 制作过程 一、购买材料 我最初买的材料主要有，NE555集成电路、减速电机、 轮胎、万向轮、光敏电阻、有机玻璃板、PVC板、导线、电 池盒。我最初是打算用光电管作为小车的眼睛，但逛了许多 店子也没买到，就只好用光敏电阻代替。刚开始没有考虑周 全，没买IC座和开关，现在小车上的IC座和开关还是向同学 借的。 制作过程 二、制作底盘 最开始我是打算自己用有机玻璃板做一个底盘的，但是 因为有机玻璃板太厚加之没有合适的切割工具，所以我就在 网上买了一个智能车底盘代替。 三、焊接电路 在做这个小车之前，我从来没有过电子制作的经历，所 以焊接电路对于我来说还是比较有难度的。第一次焊出来的 制作过程 电路实在是惨不忍睹。不过在焊了几次后，终于还是焊出了 比较好看的电路。 四、安装光敏电阻 这一步非常的关键，因为光敏电阻的位置直接影响到小 车的灵敏度。两光敏电阻之间的夹角太大则会感应不到前方 光线，太小则会相互干扰。经过几次试验，我将两个光敏电 阻之间的夹角确定为120度左右。 运行效果 一、在白天室内，小车会沿顺时针方向旋转，若将门打开， 小车会转向光线较亮的门口前进。 二、晚上在日光灯下，小车沿顺时针方向旋转。 三、在日光灯引导下，小车会追逐着日光灯前景。 四、在日光灯下或白天光线较均匀处，小车会对深色物体表 现出一定的避障特性，但不是特别明显，若将光敏电阻换为 光电管，小车的避障特性可能会表现的更明显。 。作品展示 。 改进方案 由于NE555寻光小车的两个电机是串联在电源上，启停 会互相牵制造成执行效率降低和能量的浪费。若将NE555集 成电路换为集成有8路具有施密特触发器输入特性的反向缓 冲器的74HC240集成电路，不经能够解决上诉问题，而且还 可以借助缓冲器的作用来协调小车电子部分与电机之间的配 合。 另外，针对小车感光灵敏度问题，可以用光电管代替光 敏电阻，同时也可以让小车避障特性更明显。 总结 这是我第一次自己做电子制作，不可避免地，我也遇到 过一些问题。因为我在文章中看到的电路图上未标注NE555 的接脚，而我又对NE555毫无了解，所以焊接电路时我无从 下手。为了弄清NE555的用法，我到图书馆借了两本关于N E555应用的书，初步了解了NE555在双稳态模式下的施密 特触发器模式的一些应用，同时还弄清了小车的工作原理。 在我第一次将小车组装好后，闭和开关后小车却没有任 何反应，在反复检查电路后没有发现任何错误，我不得不将 总结 小车上的导线逐条剪断来检查错误。最后发现PVC接线板上 的边缘部分覆铜连结在一起，导致小车的电机短路，无法工 作，在解除故障后小车终于能运行了。 在制作这个寻光小车的过程中，我体会到了电子制作的 魅力，虽然我做的这个寻光小车非常简单，但我依然觉得很 有成就感。 Thanks！！ * *