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    基于LM393电压比较器的太阳能循迹小车设计|壹芯微

    来源:壹芯微 发布日期 2022-09-25 浏览:-

    基于LM393电压比较器的太阳能循迹小车设计|壹芯微

    循迹小车是这种能够顺着预置的运动轨迹线路行车的小车,在很多实验教学场所均有运用。而在循迹小车行车的全过程中,怎么让小轿车可以精确地顺着运动轨迹路线行车而不出现很大的误差,是运用循迹小车的本质。但,目前的循迹小车,因为其通常选用的是红外线反射面方法意见反馈小轿车的行车运动轨迹,控制回路构造比较繁杂,而且红外线反射面易受危害,因此不但成本费较高,并且小车行车运动轨迹非常容易出现误差,与设计方案的运动轨迹不符合。因而,本设计方案进行改善。

    现有的循迹小车一般采用的是红外反射方式反馈小车的行驶轨迹,控制电路结构较为复杂,且成本较高,在小车行驶轨迹一定程度上容易出现偏差。因此采用LM393电压比较器设计的能在特定跑道上循迹行驶的轮式智能小车,该循迹小车主要包括太阳能供电部分和循迹控制部分。控制电路部分主要包括蓄电池、开关、第一和第二光敏感应电路、直流电机、比较电路和电机驱动电路。试验样机测试表明,以LM393电压比较器为核心控制的循迹小车具有控制精度高、起停快等特点,解决了循迹小车的控制电路结构复杂、行驶轨迹偏差较大的问题。下面介绍其的设计流程:

    1.LM393比较器简介

    LM393IC可以被视为等同比较最流行的版本LM358运算放大器。虽然任何运算放大器都可以用作电压比较器,但LM393通过提供开路集电极输出来证明其优势,使其适合驱动负载。输出晶体管可以驱动高达50V和50mA的负载,适合驱动大多数TTL,MOS和RTL负载。晶体管还可以使负载与系统地隔离。其的特性和规格如下:

    图5LM393太阳能循迹小车的成品图

    采用LM393电压比较器作控制器电路与采用单片机作控制电路相比,由LM393电压比较器组成的控制电路结构更简单,方便组装和调试,成本也更低廉。

    4.测试

    首先,将小车放在黑色轨迹线白色背景测试场上(黑色跑道为小车预设行驶轨迹),并打开开关S1,S2,太阳能电池板(或蓄电池)提供电能,使电压比较器控制两个直流电机启动,从而驱动小车两侧的车轮组件转动,使小车开始沿着设计的轨迹(黑色跑道)行驶。

    在小车行驶的过程中,位于小车的左右两侧发光二级管D2,D3均发出红色光源,由于光源照射到黑色跑道和白色跑道上时的反光率不同,并且光敏电阻能够检测外界光线强弱,外界光线越强光敏电阻阻值越小,外界光线越弱阻值越大,因此,当红色LED光投射到黑色跑道和白色跑道时因为反光率不同,光敏电阻的阻值会发生明显区别。

    当光源通过跑道反射到光敏电阻R14和R15上时,比较器根据两边光敏电阻阻值的变化,便可以判断小车是行驶在黑色轨迹线上,还是行驶在白色区域上,并且通过左右两侧的二极管和光敏电阻还可以判断小车此时正在偏向于哪一侧,当出现不平衡时(例如小车一侧压到白色区域)立即控制一侧直流电机停转,另一侧直流电机则加速旋转,从而使小车修正行驶方向,并恢复到正确的行驶方向(黑色轨迹线)上。实测时,可以看到小车的左右驱动轮轮流快速转动、停止将小车向前驱动;有个跑偏、矫正,再跑偏,再矫正的过程;但总是沿着既定的黑色轨迹前进。

    结语

    文中设计方案的太阳能发电循迹小车,通过测试成功实现了小车循迹行驶;能够选用太阳能发电及其电瓶供电系统,而且可靠性和抗干扰性强,线性度高、启停快;处理了循迹小车控制回路繁杂、行车运动轨迹误差很大的难题。仅选用LM393电压比较器作控制板电源电路,便捷拼装和调节,成本费也更便宜,在其中选用非单片机设计操纵是本循迹小车一个特点。总的来说,应用LM393控制的太阳能发电循迹小车适用自主创新和科技推广。

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