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文档简介
1、武汉理工大学第六届机器人设计大赛,第一次专题学习讲座,电磁以及光电寻迹,主讲人:冯林,内容提纲,二、光电寻迹,1.电磁检测原理 2.电磁检测传感器设计 3.赛道电源制作 4.电磁寻迹注意事项 5.直角弯、十字路口检测,一、电磁寻迹,1.光电寻迹原理 2.光电传感器设计,电磁寻迹,原理分析,赛道电磁引导线通入的电流为20kHz的方波交流电。电流 为150mA。导线上交变电流会在他的周围产生交变的磁场。 感应磁场的分布是以导线为轴的一系列的同心圆。圆上的磁 场强度大小相同,并随着距离导线的半径r增加成反比下降。 根据电磁感应原理,当交变的磁场穿过闭合的线圈时,就会 在线圈上产生感应电动势。,根据法
2、拉第定律, 线圈磁场传感器的内部感 应电压E与磁场 B(t)、电磁线圈的圈数N 、截 面积A、线圈离导线的垂直距离为r的关系有:,设电感线圈水平放置离中心的水平距离为l,垂直高度为h,则 感应电动势反映的磁场的水平分量BX。,则:,由图可知当高度h为68cm 时BX较大,同时感应电动势的大小同线圈离导线水平距离的线性度交高。,电磁传感器设计,设计准备 万用表,示波器等,电磁传感器设计,传感器设计包括: 选频电路、放大电路、检波电路。,选频电路 赛道导引线电流为20kHz交流电 流,采用LC并联谐振电路即能滤除空 气中的干扰信号,只检测出由20kHz 交流电在导线周围产生的感应电动势 的大小。,
3、传感器电路参考方案,1.三极管方案,(三级管的型号会影响电路性能),肖特基二极管,倍压检波,调试方法:电源-信号链路连接-参数,2.LM386方案,Notice:C5电容的值不能太小; VCC尽量大于6V;(详细参数可参考LM386的datasheet) 续流二极管选管压低的肖特基二极管; 为保护单片机I/O口最好在输入端增加一个适当的稳压管。,3.运放方案,Gain必须大于1,实验电路,赛道修改,电磁寻迹方法,感应电感线圈,20kHz交流 150mA电流,怎样寻迹?,感应电感线圈,20kHz交流 150mA电流,直角弯道和T形路口怎样检测?,LX,LY,RY,RX,硬件比较偏差方案,赛道电源制作,简单方案:,lm298,555恒流充放电方案,直接函数发生器输出等,注意事项,1 检波输出加稳压二极管 2 PWM频率最好是信号源的奇数倍 3 电感距导线高度6-10cm,电感体积大一点较好 5 检波二极管尽量选用肖特基二极管 6 肖特基二极管:5819,5817等 7 LM386方案最好用6V或7.5V供电 8 电源去耦电容等,2,光电寻迹,开关式传感器,可采用红外对管,或是光敏电阻来实现,方案一,方案一改进,采用迟滞比较器消抖,
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