电工电子综合课程设计论文


    
    学校代码 10126 学号

    电工电子综合课程设计文





    题 目 D21型巡线车设计










    院 系
    专业名称 电子信息科学技术
    年 级
    学生姓名
    指导教师



    2016年07月10日
    D21型巡线车设计

    寻迹智车生动趣具结构简单原理清晰趣味性强等特点牵涉机械结构电子基础传感器原理动控制甚单片机编程等诸学科知识通动手实践提高解决实际问题力制作完成产品预定轨道动前进生动趣深受初学者喜爱智车硬件台增加控制电路完成循迹车救火机器足球机器避障机器遥控汽车等课题

    关键词: 车智循迹光敏电阻

















    The design of D21 type patrol car
    Abstract
    Author:
    Tutor:
    Tracking smart car interesting with a simple structure the principle of clear strong interest and so on Also involves mechanical structure electronic based sensor automatic control and microcontroller programming and so on many discipline knowledge through handson practice can greatly improve the ability to solve practical problems after the completion of the production of products along a predetermined path automatically advance vivid interesting loved by beginners And smart car or a good hardware platform as long as the increase in some control circuit can complete tracking car fire fighting robot robot soccer avoid obstacle robot remote control cars and other topics

    Key words car intelligent tracking photosensitive resistance







    目 录
    前言 1
    1.设计目 2
    2 设计求 3
    3 器材 4
    4 元器件介绍工作原理 5
    41 套件概况 5
    42 原器件介绍 5
    43 工作原理 6
    44 电路图系统框图 6
    5 元件识 8
    51 元件功 8
    511电阻识 8
    512 三极 8
    513集成电路 8
    6设计组装程 10
    61组装前准备 10
    62装配说明 10
    621电路装配 10
    622机械零部件装配 10
    7焊接调试 11
    71焊接程简介 11
    72初步调试 11
    73整车调试 11
    8特色创新 13
    9课程设计体会 14
    参考文献 15

    前言
    智出现生活生产带便利时发展方智特定环境中前面设定模式动运作需理达前面设定第 页 18 页第 页 18 页目标应领域广应工业控制科学勘探智家居等领域智循迹车智简单应智循迹车智化玩具中种类智玩具具较交互性控性够设定模式动运作深受喜欢外智循迹车应危险搜索机器等许方面尤机器方面具发展前景智化循迹车研究仅具现实意义具极广阔应前景市场价值
    着素质教育越越重视学制作循迹车作首选课题循迹车生动趣牵涉机械结构电子基础传感器原理动控制甚单片机编程等诸学科知识学生通动手实践提高解决实际问题力循迹车硬件台增加控制电路完成救火机器足球机器避障机器遥控汽车等课题
       白色场条15毫米宽黑色跑道循迹车着黑色跑道动行驶跑道弯曲车动行驶知道知道光源射白色物体黑色物体时反光率里红色LED作光源光线通面反射光敏电阻通检测光敏电阻阻值变化判断车否行驶白色区域果检测黑色跑道说明车跑偏侧电机会减速甚停转侧绿色LED熄灭驱动车相反方行驶样车始终着跑道行驶
    1设计目

    (1)通D21型循迹车电路图车行安装焊接调试解类似电子产品装配程掌握电子元器件识方法培养实践技
    (2)解常电子器件类型号规格性范围查阅关电子器件够正确识选常电子器件
    (3)利材料制作台循迹车求循迹车着黑色跑道动行驶跑道弯曲车动行驶
    (4)熟悉手工焊接常工具维修熟练掌握手工电烙铁焊接技术
    (5)解电子产品焊接调试维修方法











    2.设计求
    1完成电路系统设计
    2完成外围应电路(包括系统供电单元运动控制单元循迹检测单元)设计实现
    3完成软件硬件检测调试工作
    4查阅国外研究动态发展前信息阅读相关外文文献












    3.器材
    (1)D21型循迹车套件套
    (2)电烙铁:焊接元件外热式电烙铁功率30 w
    (3)螺丝刀镊子等必备工具
    (4)松香锡锡熔点低焊接时焊锡迅速散步金属表面焊接牢固焊点光亮美观
    (5)元器件清单


























    表31循迹车元器件清单

    4元器件介绍工作原理
    41套件概况:
    套件名称:D21型循迹车 套件型号:D21型
    工作电压:3v
    42元器件介绍
    1光明电阻器件



    图41光敏电阻
    光敏电阻够检测外界光线强弱外界光线越强光敏电阻阻值越外界光线越弱阻值越红色LED光投射白色区域黑色跑道时反光率光敏电阻阻值会发生明显区便续电路进行控制
    2 LM393较器集成电路
         LM393双路电压较器集成电路两独立精密电压较器构成作较两输入电压根两路输入电压高低改变输出电压高低输出两种状态:接开路者拉接低电LM393采集电极开路输出必须加拉电阻输出高电
    3带减速齿轮直流电机
          直流电机驱动车话必须减速否转速高话车跑太快根控制未减速话转矩太甚跑起带减速齿轮直流电机集成减速齿轮适合循迹车
    43工作原理:
    D21型循迹车整机工作原理图电路线路检测电路电压较电路驱动电路执行电路组成LM393双路电压较器集成电路两独立精密电压较器构成作较两输入电压根两路输入电压高低改变输出电压高低
    输出两种状态:接开路者拉接低电LM393采集电极开路输出必须加拉电阻输出高电LM393时较着两路光敏电阻实现控制高亮度发光二极发出光线射跑道白时反射光线较强时光敏电阻接收较强反射光表现电阻值较低射黑色纸反射光较弱表现电阻值较高循迹车根原理作轨道识工作
    工作前车中心导轮放轨道中心两侧探测器位两侧白处车偏离跑道时必侧探测器黑色跑道LED1例时R3阻值变变化IC125脚电压升高5脚电压高6脚时运放7脚便输出高电VT2截止M2停止工作两侧轮子停转车便轮子停转侧弯转LED1R3探测器离开黑跑道光线回白纸处时M2工作侧探测器黑跑道时原理前述类似车整前进程中断重复述动作断修正轨迹实现跑道前进目
    44电路图系统框图
    图42循迹车部电路图
    循迹车系统框图:




















    图43系统设计框图





    5.原件识
    51 元件功
    音乐盒焊接前元件进行测量鉴坏优劣二极区分开正负极否元件焊线路板查找问题困难元器件测量包括电阻二极三极电阻电路重组成部分半导体类:二极特性单导电性(反截止)三极存基极集电极发射极源蜂鸣器需提供震荡源交流信号源蜂鸣器没部驱动电路源蜂鸣器工作理想输入信号方波信号果予直流信号蜂鸣器响应磁路恒定钼片振动发音
    511电阻识:
    根色差法电阻进行分类具体方法:





    绿







    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    0
    5
    10
    表51 颜色分类表
    电阻值计算方法:
    实物电阻中第二种颜色应数字代表电阻值前两位数字种颜色应数字代表电阻值中第三位开始数0数
    512三极:
    三极前必须分清该极型(NPNPNP)引脚(EBC)万表判晶体极性引脚方法见教材实验四外万表Ω档较晶体β值穿透电流方法:NPN黑表笔接集电极C红表集电极基极间垮接支数百KΩ电阻(偏置电阻)时表针右偏转角越(IC)该β值越高PNP测量时正表笔接C负表笔接E方法相
    513集成电路
     LM393双路电压较器集成电路集成电路前必须认真查识集成电路引脚确认电源输入输出控制等相应引脚号免错接损坏器件引脚排列般规律: 双列直插型集成电路:识时文字符合标记正放(般集成电路缺口缺口圆点置左方)顶部俯视左脚起逆时针方数次1234……双列直插型广泛应模拟数字集成电路





    图51 LM393方框图











    6 设计组装程
    通D21型循迹车元件焊接组装程进步增加动手力电子电路设计门课程认识
    61组装前准备:
    (1)三极检查
    ①分清高频功率低频
    ②测量三极β值β值决定决定某级配三极
    ③量选三极
    (2)电阻检查
    电阻阻值数字表示颜色码表示万表测量阻值误差10左右常选必强求原标称值选功率应电路中耗散功率2倍防止电阻热变值烧毁受热损伤电阻带开关电位器电路中功求检测
    62装配说明:
    621电路装配
    (1)电路图电路板标示符次色环电阻8脚IC座开关电位器三极电解电容30发光二极焊接电路板注意IC座方焊错调试方便芯片暂安装
    (2)电池盒电路板穿线孔标示符位置安装电路板注意电源焊盘极性焊反通常红色导线电源正极
    (3)电路板正面万螺丝穿入孔中旋入万螺母万象轮拧紧
    (4)电路板底面板子标示符50发光二极光敏电阻焊接板子求发光二极光敏电阻距离万轮球面5mm左右
    (5)电池盒装入2节AA电池开关拨ON位置时传感器2发光二极应发光果发光二极接反时请极性调开关拨OF断电
    622机械零部件装配
    (1)硅胶轮胎套车轮
    (2)车轮螺丝固定减速电机轴
    (3)连接导线分成2截锡分焊接2台减速电机
    (4)电路板标示符电机粘结电路板
    (5)标示符电机引线焊接电机板
    7 焊接调试
    71 焊接程简介
    (1)电路焊接部分较简单焊接序元件高度低高原首先焊接8电阻焊接时务必万表确认阻值否正确焊接极性元件三极绿色指示灯电解电容务必分清楚极性焊接绿色LED时注意引脚长正极焊接时间太长否容易焊坏D4 D5 R13 R14 暂时焊集成电路芯片插初步焊接完成请务必细心核防止粗心意
    (2)两线路检测传感器安装序全部电子元件元件焊接完成万轮装传感器元件焊接时元件相反装线路板焊接面高度应根万轮螺栓高度定装时线路板焊接面然元件顶面半导圆螺母齐宜时实际工作时传感器面距离约5mm左右
    72 初步调试
    (1)方便调试先装电机取张白纸画黑圈接通电源两侧指示灯点亮车放白纸探测器黑圈调节侧电位器侧灯黑圈时指示灯灭白纸时亮反复调节两侧探测器直两侧全部符合述变化规律
    (2)两电机转电流方关焊引线先电机粘线路板装电池开开关查电机转必须确保装车轮车前进方转动相反应电机两线互换误撕泡沫胶纸电机粘线路板粘时量两电机前致保证两车轮灵活转动
    73整车调试
    (1)试测驱动电路开关拨ON位置8脚IC第脚第七脚第四脚连接时减速电机应着前方转动否调换相应电机引线位置果电机转请检查三极否焊反基极电阻阻值(10欧姆)否正确
    (2)断电LM393芯片插入8脚IC座电调节相应电位器车够黑线正常运走会跑出黑线范围
    (1)保证车正常运行跑道制作重跑道宽度必须两侧探测器间距般1520mm较合适跑道圆意形状保证转弯角度太否车容易脱轨制作时取张A3白纸先铅笔面画跑道初稿确定毛笔铅笔画跑道进行色加粗注意画时量整条线粗细均匀等画完纸阴凉处阴干样设计跑道便制作完成跑道实际通电试车时适调整两传感器间跑适应跑道达动识跑道准确误工作止
    (2)实际试车时发现车跑某方动轮子转说明跑道纸整轮子转动时出现滑现象时适增加车重量解决具体车电池装载点重物车轮处重量增加样车轮会滑

    图71 焊接循迹车









    8特色创新
    (1)硬件方面:采带减速齿轮直流电机利车转利光敏电阻电压较器间信号传输转换实现电动车智化
    (2)软件方面:光敏电阻检测白色物体时输出信号会发生变化电压较器规律信号作出反应减少数处理量缩短系统反应时间简化程序提高系统控制精度整运行程中通实时信息采集利查询实现信号实时检测处理












    9.课程设计体会
    通次D21型循迹车设计焊接组装电子工艺理更进步解解焊普通元件电路元件技巧印制电路板图设计制作工艺流程循迹车工作原理组成元件作等知识仅课堂效电子工艺课学指导意义日常生活中更着现实意义动手力锻炼
    实践出真知没足够动手力奢谈未科研尤实验研究中成实中锻炼动手技巧提高解决问题力做循迹车组装调试时焊盘间距特稍留神焊起完成务然实践中会遇难题中学动手力提高想理学中够明白学方增进专业知识强化
    D21型循迹车利完成增强电子技术知识学运兴趣认识理必须实践结合更运学知识外必须端正科学态度认真做事认真仔细谨慎遵循规律循序渐进马虎更急求成学生活中更应该加强动手力更发展局限 理学电气专业言够理运实践中真正学知识
    参考文献
    [1] 李正军计算机控制系统北京:机械工业出版社2005
    [2] 童诗白华成英模拟电子技术基础北京:高等教育出版社2003
    [3] 高峰单片微型计算机原理接口技术北京:科学出版社2003
    [4] 单片机典型模块设计实例导航[M]民邮电出版社 20053
    [5]王晶文献梁业宗动循迹车传感器模块设计武汉理工学动化学院湖北武汉
    [6]刘迎春传感器原理设计应长沙:国防科技学出版社1992
    [7]王晓明 电动机单片机控制[J] 学术期刊200213(15):13221755
    [8]郭惠吴迅单片机C语言程序设计完全学手册[M]电子工业出版社200810:1200
    [9]王东锋王会良董冠强 单片机C语言应100例[M] 电子工业出版社20093:145300
    [10]刘少强 传感器设计应实例中国电力出版社2008 
    [11]李广弟 单片机基础北京:北京航空航天学出版社2001
    [12]希 新型实电子电路400例电子工业出版社2000 
    [13]赵负图 传感器集成电路手册第版化学工业出版社2004 
    [14]陈伯时电

    力拖动动控制系统第二版北京机械工业出版社2000
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