电子实习报告智能循迹小车

精品文档 0欢迎下载 电子实习报告电子实习报告 学 院 电气学院 专业班级 学生姓名 指导教师 完成时间 2014 8 29 成 绩 评阅意见 评阅教师 日期 精品文档 1欢迎下载 精品文档 22欢迎下载2欢迎下载 目录目录 一 设计要求及注意事项一 设计要求及注意事项 2 二 设计的作用 目的二 设计的作用 目的 2 三 设计的具体实现三 设计的具体实现 2 1 系统概述 2 2 单元电路设计 或仿真 与分析 3 1 电源模块 3 2 电机驱动模块 4 3 简易控制模块 6 4 红外循迹模块 7 3 电路的安装与调试 8 1 安装 8 2 调试 10 四 心得体会 存在的问题和进一步改进的意见四 心得体会 存在的问题和进一步改进的意见 11 五 附录五 附录 11 1 元件说明 11 1 电阻 11 2 电解电容 11 3 LED 12 4 芯片 12 精品文档 33欢迎下载3欢迎下载 电子实习报告 1 设计要求及注意事项 1 能独立完成设计内容并完全掌握其内部结构 工作原理和安装调试过程 2 要求在设计过程中能熟练掌握其元器件的计算 焊接技术和电路故障的判别 方法 3 焊接顺序 先贴片后插件 4 要求焊接的电路板调试时正常且安装好小车后能正常运行 5 进入实习基地后按指定的实验台就位 未经许可 不得擅自挪换仪器设备 6 要爱护仪器设备及其它公物 凡违反操作规程 不听从教师指导而损坏者 按规定赔偿 7 未经指导教师许可 不得做规定以外的实验项目 8 要保持实习室的整洁和安静 不准大声喧哗 不准随地吐痰 不准乱丢纸屑 及杂物 9 必须严格按设备操作书的要求去使用设备 注意人身及设备安全 不要盲目 操作 二 设计的作用 目的 1 利用所学过的基础知识 通过本次电子实习培养独立解决实际问题的能力 2 巩固本课程所学的理论知识和实验技能 3 掌握常用电子电路的一般设计方法 提高设计能力和实验 动手能力 为今 后从事电子电路的设计 研制电子产品打下基础 4 熟练掌握焊接机能 电子元器件的识别 5 了解智能循迹小车构成的设计方法 6 培养团队的协作和沟通能力 三 设计的具体实现 1 系统概述 智能移动机器人平台以双电机轮式小车为底层移动平台 单片机为控制核心 通过红外探测模块实现对行车路线的感知 电机驱动模块实现对直流电机的驱 动控制 从而完成自动行驶的功能 如图 精品文档 44欢迎下载4欢迎下载 可以根据实际需要进行多模块扩展 使用金属探测模块完成对金属物体的探测 拓展超声 波模块实现避障 测距功能 利用测温模块感知环境温度 采用无线传输模块实现数据的 传输及无线遥控等 如图 2 单元电路设计 或仿真 与分析 1 电源模块 如图焊接完成的电路板 精品文档 55欢迎下载5欢迎下载 供电系统的原理图如下 7805 INPUTOUTPUT INPUTOUTPUT 7806 12v 单片机及模块供电 电机供电 7805 的 5V 输出给单片机以及各个功能模块供电 在实际应用过程中 我 们可能需要好几块 7805 但是我们要注意的是 各个 7805 之 间的输出绝对不能够并联 7806 的 6V 输出给电机供电作为动力电源 7805 与 7806 要共地 2 电机驱动模块 如图焊接完成的电路板 精品文档 66欢迎下载6欢迎下载 L298 内部的原理图如下 IN1 IN2 ENA OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 IN3 IN4 ENB 6V动力电源 OUT1 与 OUT2 与小车的一个电机的正负极相连 OUT3 与 OUT4 与小车的 另一个电机的正负极相连 单片机通过控制 IN1 与 IN2 IN3 与 IN4 分别控 制电机的正反转 ENA 与 ENB 分别控制两个电机的使能 L298 控制表 IN1IN2ENA 电机状态 xx0 停止 101 顺时针 011 逆时针 001 停止 111 停止 注意 X 表示状态不定 电机驱动模块原理图 L298 有两路电源分别为逻辑电源和动力电源 上图中 6V 为逻辑电 源 12V 为动力电源 J4 接入逻辑电源 J6 接入动力电源 J1 与 J2 分别为单片机控制两个电机的输入端 J3 与 J5 分别与两个电极 的正负极相连 ENA 与 ENB 直接接入 6V 逻辑电源也就是说两个电机时 刻都工作在使能状态 控制电机的运行状态只有通过 J1 与 J2 两个接口 由于我们使用的电机是线圈式的 在从运行状态突然转换到停止状态和 从顺时针状态突然转换到逆时针状态时会形成很大的反向电流 在电路 中加入二极管的作用就是在产生反向电流的时候进行泄流 保护芯片的 安全 精品文档 77欢迎下载7欢迎下载 L298 的 PCB 安装图 3 简易控制模块 如图焊接完成的电路板 利用单稳态触发电路实现小车的控制 设定电机驱动模块的 IN2 IN4 0 红外模块输出 OUT1 OUT5 在未探测到轨迹时输出高电平 控制电路输出高电平 IN1 IN3 1 小车前行 当有红外对管探测到轨迹时 即 OUT1 OUT5 输出低电平触发信号 控制电路使得 IN1 IN3 0 小车左 右 转 由于是暂稳态 所转角度有限 避免超调 从而实现小车的基本循迹功能 如图 3555 84 7 6 2 15 0 01uF R C 红外OUT1 Vcc IN1 IN3 3555 84 7 6 2 15 0 01uF R C 红外OUT5 Vcc 精品文档 88欢迎下载8欢迎下载 4 红外循迹模块的原理 如图焊接完成的电路板 在智能机器人小车的设计中我们使用的是一体反射式红外对管 所谓一 体就是发射管和接受管固定在一起 反射式的工作原理就是接收管接收 到的信号是发射管发出的红外光经过反射物的反射后得到的 所以使用 红外对管进行循迹时必须是白色地板加黑色引导条 下图为红外循迹电 路的原理图 上面电路由一组红外对管 电位器 运算放大器和电阻组成的 R1 起 到限流的作用 用来控制反光管发出红外信号的强弱 接收管实际上是 一个光敏三极管基极的光电流经过放大后流经电阻 R2 产生电压与电位器 调节后得到的电压进行比较 A1 与电阻组成一个比较器 在有红外信号 返回时 OUT 端输出高电平 反之输出低电平 精品文档 99欢迎下载9欢迎下载 红外循迹对管的安装图 3 电路的安装与调试 1 安装 如图为四块电路板连线示意图 精品文档 1010欢迎下载10欢迎下载 接口电路连接方式 接口电路连接方式 1 电源模块连接 12V 接电池正极 GND 负极 电源模块与单片机连接 J4 与电源 5v GND 相连接 方块为正 2 红外模块与电源模块连接 1 接电源模块 5V 2 接电源模块对应地 3 红外模块与单片机连接 7 针连接 p1 0 6 针连接 p1 1 5 针连接 p1 2 4 针连接 p1 3 3 针连 接 p1 4 精品文档 1111欢迎下载11欢迎下载 4 电机驱动与电源模块连接 12V 与 6V 连接 12V 旁的 GND 与 6V 旁的 GND 连接 6v GND 6v GND 与电源模块 5V GND 5V GND 连接 5 电机驱动与单片机连接 IN1 与 p2 0 连接 IN2 与 p2 1 连接 IN3 与 p2 2 连接 IN4 与 p2 3 连接 2 调试 四块电路板焊接完毕后进行单个电路板的简单调试 调试了电源模块与红外循 迹模块 检查了驱动模块的焊接情况 电源模块电路板的焊接与调试均无问题 驱动的焊接情况良好 只有红外循迹模块的调试有情况 只有红外循迹模块调 试时发光二极管不亮 后用烙铁将电源接线柱重新焊接调试完成 精品文档 1212欢迎下载12欢迎下载 整车调试 按图将四块电路板连线并安装在小车上 接通电源 用红外模块上 红外对管的工作与否观察小车的运动状态 当两只红外对管都工作时 小车的 双电机都运转 当左红外对管工作时 左电机运转 当右红外对管工作时 右 电机运转 焊接过程及方法 焊接过程及方法 正式焊接前应练习 掌握焊接方法后再正式焊接 在焊接前 烙铁应充分加热 达到焊接的要求 用内含松香助焊剂的焊锡进行焊接 焊接时锡量应适中 焊接时两手各持烙铁 焊锡 从两侧先后依次各以 45 度角接近所焊元器件管脚与 焊盘铜箔交点处 待融化的焊锡均匀覆盖焊盘和元件管脚后 撤出焊锡并将烙铁头 每次焊接时间在保证焊接质量的基础上应尽量短 5 秒左右 时间太长 容易使 焊盘铜箔脱落 时间太短 容易造成虚焊 沿管脚向上撤出 待焊点冷却凝固后 剪掉多余的管脚引线 4 心得体会 存在问题和进一步的改进意见等 通过这次课程设计 我发觉我学到了很多 从拿到课题到定稿 从理论到实践 在短短的几天时间里 翻阅资料 不仅可以巩固了以前所学过的知识 而且学 到了很多在书本上所没有学到过的知识 通过这次课程设计 我知道了只有理 论是远远行不通的 只有在理论与实践相结合的前提下 才能从中得出结论 才能真正提高自己的实际动手能力和独立思考能力 通过这次实习 我学习并掌握了智能循迹小车的工作原理 了解了智能循迹小 车各个部分的工作方式 另外 我还学会了如何识别和使用常见的电子元器件 学会了电烙铁的正确使用方法 虽然之前也进行过课程设计焊接过电路板 但 没有接触过贴片焊接 在此次焊接的过程中学习了贴片焊机方法也发现了自己 的焊接不足 会在今后的设计中改进提高 五 附录 1 元件说明 1 电阻 在本次课程设计中可以根据色差法对 11 个电阻进行分类 具体方法如下 棕红橙黄绿蓝紫灰白黑金银 12345678905 10 电阻值计算方法 在实物电阻中 第一二种颜色所对应的数字代表电阻值的前两位数字 最后一 种颜色所对应的数字代表电阻值中从第三位开始数 0 的个数 2 电解电容 所示 在电解电容的表面标注有容值和耐压值 例如 100uF 16V 表示其容 值为