其實(shí)自己想要簡單的制作一臺機(jī)器人也不是很難，只不過先要對它的原理熟悉，造價(jià)也不會(huì)很高，可以利用紅外線二極管用來代替昂貴的傳感器，下面超毅電子就提供一套機(jī)器人設(shè)計(jì)的方案。只提供參考！
　在講解具體應(yīng)用前，我們先來了解一下紅外線。
 紅外線是不可見的光線，光譜中在0.76到400微米的一段波長稱為紅外線。所有物質(zhì)在高于絕對零度（-273.15℃）時(shí)都可以產(chǎn)生紅外線?，F(xiàn)代物理學(xué)稱紅外線為熱射線。
 我們對紅外線頻率與探測靈敏度的關(guān)系進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，得出以下結(jié)論如左圖。紅外線頻率在38.5kHz時(shí)靈敏度最高，當(dāng)紅外線探測器發(fā)送頻率調(diào)整為36kHz或40kHz的信號時(shí)，靈敏度為頻率38.5kHz的80％；當(dāng)發(fā)送頻率為34kHz或42kHz，探測的靈敏度大概是頻率38.5kHz的50％左右。對于低靈敏度的頻率，被測物體離探測器的更近些，才能反射紅外線。

1.循跡檢測：

　利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射率的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)循跡電路。在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色地面時(shí)發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收產(chǎn)生控制信號；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則小車上的接收管接收不到信號此時(shí)無控制信號。
　采用ITR系列集成紅外探頭是因?yàn)槠潴w積小、價(jià)格便宜、性能可靠、使用方便、用途廣泛。循跡電路使用的ITR20001采用高發(fā)射功率紅外光、電二極管和高靈敏光電晶體管組成，采用非接觸式檢測方式。ITR20001的檢測距離很小，一般為8~15毫米，因?yàn)?毫米以下是它的檢測盲區(qū)，而大于15毫米則很容易受干擾。經(jīng)過多次測試、比較，發(fā)現(xiàn)把傳感器安裝在距離檢測物表面10毫米時(shí)，檢測效果最好。
　R1限制發(fā)射二極管的電流，發(fā)射管的電流和發(fā)射功率成正比，但受其極限輸入正向電流50mA的影響，用R1=150的電阻作為限流電阻,Vcc=5V作為電源電壓，測試發(fā)現(xiàn)發(fā)射功率完全能滿足檢測需要；可變電阻R2可限制接收電路的電流，一方面保護(hù)接收紅外管；另一方面可調(diào)節(jié)檢測電路的靈敏度。因?yàn)閭鞲衅鬏敵龆说玫降氖悄M電壓信號，所以在輸出端增加了比較器，先將ITR20001輸出電壓與2.5V進(jìn)行比較，再送給單片機(jī)處理和控制。
　選擇正確檢測方法和傳感器件是決定循跡效果的重要因素，而且正確的器件安裝方法也是循跡電路好壞的一個(gè)重要因素。從簡單、方便、可靠等角度出發(fā)，同時(shí)在底盤前側(cè)裝設(shè)4個(gè)紅外探測頭，進(jìn)行兩級方向糾正控制，將大大提高其循跡的可靠性；也可以采用3個(gè)紅外探測頭，中間的檢測黑線，兩側(cè)的探頭檢測白色區(qū)域。
2.紅外測速：

　如圖需要在電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)安裝一個(gè)碼盤，在定子上放置一個(gè)對射光耦。通過光電原理，由于碼盤上有缺口，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)光線不斷地通斷，產(chǎn)生連續(xù)的高低電平，在整形后可以產(chǎn)生連續(xù)的脈沖信號。連續(xù)的脈沖信號經(jīng)過單片機(jī)處理，計(jì)算脈沖間隔，換算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
如果單片機(jī)的晶振為12MHz，單片機(jī)每個(gè)機(jī)器周期有12個(gè)振蕩周期，每個(gè)機(jī)器正周期為1us，碼盤上空的個(gè)數(shù)為D，測速脈沖周期為t（同過臨近齒孔所用的機(jī)器周期數(shù)），機(jī)器人的輪長為L，電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：　　　
機(jī)器人的速度：      
3.紅外線測距
 各種測距的方法有很多,目前來看主要有超聲時(shí)間法、PSD測距法、反射能量法和帶運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的雙象比較法。
 采用紅外線測距就是應(yīng)用反射能量法。反射能量法紅外發(fā)射二極管發(fā)射一束紅外線射到被檢測物體表面, 紅外線在物體表面產(chǎn)生漫反射，紅外接收二極管接受到物體反射的紅外線，根據(jù)接收到的反射光能量來判斷被測物體的距離。
　實(shí)現(xiàn)原理為紅外發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)發(fā)射頭的紅外二極管發(fā)出紅外光，當(dāng)紅外光在遇到障礙物后反射回來，反射回來紅外光由紅外接收驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)紅外接收頭的紅外接收二極管接收到，并通過電壓轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為可測量的電壓值，因?yàn)榧t外光的強(qiáng)度會(huì)隨距離的縮小而增強(qiáng)，紅外接收電路轉(zhuǎn)化的電壓值會(huì)隨之增強(qiáng)。又因?yàn)殡妷号c距離成比例，通過對轉(zhuǎn)換的電壓的計(jì)算，我們可以知道可移動(dòng)機(jī)器人與障礙物之間的距離。

　電路工作原理：在共射放大電路中，紅外發(fā)光二極管IR204接于共射放大電路的集電極，與基極和發(fā)射極相接的二極管起溫度補(bǔ)償作用。Vin與控制芯片的引腳相接。當(dāng)Vin有信號輸入時(shí),控制電路的三極管導(dǎo)通,同時(shí)整個(gè)電路導(dǎo)通,紅外發(fā)光二極管IR204發(fā)射出紅外光。

　電路工作原理:紅外發(fā)光管IR204發(fā)射出的紅外光,在遇到前面的障礙物反射后,由紅外接收管PT908接收,此時(shí)PT908會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與光強(qiáng)相對應(yīng)的電流。電流經(jīng)由LM358兩級放大后,在輸出端可以得到一個(gè)0～3V 的模擬電壓,作控制芯片的模擬輸入量。單片機(jī)在完成初始化和端口選擇后,即開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,重復(fù)等待與檢查轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志值是否已為零,最后將轉(zhuǎn)換結(jié)果在LED上顯示出來。
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