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1、 智能寻轨器 A型2008年，经国家体育总局航空无线电模型运动管理中心批准，全国青少年电子制作锦标赛又推出了智能寻轨器（原智能车）竞赛项目，也相应设有单项奖、全能奖和团体奖。 关于智能寻轨器，我们将从构造、原理、制作、竞赛四个方面作简单的介绍。（一）、智能寻轨器的构造如上图所示，智能寻轨器的构造主要分为机械部分和电路部分。一、机械部分 机械部分由：1、主架、2、主轮、3、尾轮、4、升降板、5、伸缩板和附件（螺丝、螺帽、垫片、防滑圈等）组成。-图39-二、电路部分电路部分由：1、电池盒、2、开关、3、直流电动机、4、印刷电路板等组成。-图40-图41（二）、智能寻轨器的电路原理一、电路图 二、电
2、路原理简介1、智能寻轨器的运动状态是由电动机的停或转来确定的。M1停止、M2转动，智能寻轨器左转弯； M2停止、M1转动，智能寻轨器右转弯； M1、 M2都停止，智能寻轨器停止运动； M1、 M2都转动，智能寻轨器直线前进（若两电机转速不一致，则会发生偏转）。2、电动机的停或转是通过三极管的截止或导通来控制的。V1截止、M1停止，指示灯D3亮；V1导通，M1转动，D3熄灭； V2截止、M2停止，指示灯D4亮；V2导通，M2转动，D4熄灭。3、三极管的截止或导通是由双运放LM358的输出端电位的高、低来决定的。双运算放大集成电路（简称双运放）LM358的8、4脚接电源正、负极，1、2、3脚为一组
3、运放，5、6、7脚为另一组运放。1、7脚为各组的输出端，3、5脚为各组的同相输入端，2、6脚为各组的反相输入端。只有当同相输入端电位高于反相输入端电位时，输出端才会是高电位，对应的三极管才会导通、对应的电动机才会转动；反之，输出端为低电位，对应的三极管截止、对应的电动机停止。4、影响同、反相输入端的电位高、低的主要因素。（1）、2、6脚反相输入端的电位，可以分别通过500k电位器来调节。（2）、3、5脚正相输入端的电位，取决于光耦的工作状态。每个光电耦合传感器（简称光耦）都由一只红外发射管和一只反向接入的光电二极管组成。光电二极管只有接收到红外线时，才有电流通过该管，通过的电流大小取决于接收到
4、的红外线强弱。光电二极管通过的电流越大，则同相输入端3或5脚的电位越高。由于轨道的白色部位反射红外线的能力比黑色部位强，智能寻轨器光耦处在白色部位时通过光电二极管的电流，比处在黑色部位时大，这时同相输入端的电位就高于反相输入端的电位（反相输入端的电位通过500k电位器调在合适位置时），输出端为高电位，对应的三极管导通，对应的电动机转动；反之，电动机停止。当左、右电动机都转动时，智能寻轨器向前；当左、右电动机都停止时，智能寻轨器停止；当左、右电动机中一个在转动，另一个停止时，智能寻轨器就会向停转电机侧拐弯，这就是智能寻轨器能自动寻轨的机理。 5、部分元器件的作用（1）、稳压二极管D1反向接入电路
5、时，它两端的电压较稳定。500k电位器与稳压管并联，电位器两端电压也相对稳定，从而使运放的反向输入端的电位也稳定。（2）、500k电位器用来调节反相输入端电位的高低。（3）、绿色发光二极管D2是电源指示，若稳压二极管不是反向接入的，D2就不会亮；红色发光二极管D3、D4为智能寻轨器转弯指示灯。综上所述，当智能寻轨器在轨道的直道上开始行驶时，由于左、右两个光耦的光电二极管都能接收到白色区域反射的较强的红外线，这时双运放的左、右两个同相输入端的电位都高于各自对应的反相输入端电位，于是双运放的左、右两个输出端都处于高电位状态，使左、右两个8050三极管都导通，左、右两个电机都转动，智能寻轨器就直线前
6、进。显然，此时红色光二极管D3、D4都不会亮的。当智寻轨器向前行驶过程中，遇到轨道向右转弯时，右边光耦的发射管发出的红外线碰到黑色轨道，几乎全被吸收，接收光电二极管几乎没有电流通过（或通过的电流很小），于是双运放右部的反相输入端的电位高于同相输入端电位，则右输出端处于低电位，右三极管截止，右电机停止转动，智能寻轨器就向右转弯；此时3V的电机电源几乎全加在红色发光二极管D4的路回上，使右转指示灯D4点亮。遇到跑道向左转弯时，智能寻轨器就向左转弯的机理相同，不再重述。（三）智能寻轨器的制作一、电路部分的制作1、印刷电路板的制作（1）、印刷电路板铜箔面图 图43实际的印刷电路板上，并无元器件标志。初
7、学者拿到印刷电路板后，找到印刷电路板上的定位标志（上图在左上角），把这个标志也转到左上角，其它元器件的位置就不难确定了。（2）、印刷电路板无铜箔面焊接前应练习将元器件插入印刷电路板中。这里的元器件，除三只发光二极管外，都是从无铜箔面插入的，如图44所示。发光二极管的特殊装法： 铜箔面插入，铜箔面焊接。因为大多数元器件是从无铜箔面插入的，用图43会感到不方便。那么你可参考图45。这是元器件在无铜箔面的位置。注意：首先要把印刷电路板的定位标志转到右上角，其它元器件的位置就不难确定了。图45（3）、印刷电路板装配实物图见图412、主要元器件介绍（1）、光电耦合传感器 图46光耦的发射管是浅兰色（几乎
8、透明）的，是发射红外线的发光二极管，而深兰（几乎是黑色）色的是接收红外线的光电二极管。装配时应把发射管插在印刷电路板的前端（外沿），注意塑料定位脚插入位置。发射或接收管掉出后，可按上述确定发射管和接收管，还要象判断发光二极管一样，较长的脚是二极管的正极，较短的是负极。要注意接收管是反向接入电路的。（2）、双运放LM358图47关于双运放LM358工作原理，前面己作筒单介绍，在装配时，应先将八脚管座插入印刷电路板进行焊接，待完成印刷电路板全部元器件的焊接后，方可把LM358集成块插入八脚管座，并注意定位标记的吻合。（3）、稳压二极管 图48稳压管是反向接入电路的，标有黑圈的负极应接向电源的正极端
9、。上左为电路符号和实物示意图，右图为实物照片。3、制作注意点（1）、三只发光二极管根据需要从铜箔面插入焊接的，不要搞错。（2）、470F电解电容应平卧处理，防止行驶时触地。（3）、印刷电路板上应先焊好5根导线： 黑色导线（引向开关-电源负极）；左红、兰导线（引向左电机的电源线-注意极性）；右红、兰导线（引向右电机的电源线-注意极性）；另有一根白导线（引向电源+4.5V）和一根红导线（引向电源+3V）应放在总装时再焊接。二、机械部分的组装1、 装开关：用螺丝A把开关装在主架上。图492、装电动机：用螺丝A把电动机固定在主架上（左、右不同，不能搞错）。图503、组装印刷电路板、升降板和伸缩板 （1
10、）、组合升降板和伸缩板：把升降板插入伸缩板的滑槽内，用螺丝B把升降板和伸缩板组合在一起。 图51（2）、组装印刷电路板：用螺丝A把把印刷电路板固定在升降板的下面（元器件向地面），使三个发光二极管通过三个小孔伸到升降板的上面。图52 注意：印刷电路板上的元器件位置有变化。（3）、安装伸缩板、升降板、印刷电路板组合：用螺丝B把伸缩板、升降板印刷电路板组合固定在车架上。 图53 图544、装主轮：装上主轮，并在轮槽中套上防滑圈。 图555、装尾轮：见下图尾轮的组装，螺栓C、尾轮支架和上螺帽之间不能固得太紧，要让尾轮转动灵活自如，下螺帽与上螺帽之间必须固得很紧。在车架与尾轮支架之间应装垫片，用来减小两
11、个塑料件之间转动摩擦。垫片位置仅供参考图57图56三、智能寻轨器的总装1、连接电路 请参考图48与49间的印刷板白线-电池盒白线印刷板黑线-开关-电池盒黑线印刷板中红线-电池盒红线,也可直接焊在电动机上印刷板左红线-左电机正端（右焊脚）印刷板左蓝线-左电机负端（左焊脚）印刷板右红线-右电机正端（右焊脚）印刷板右蓝线-右电机负端（左焊脚） 仔细查看印刷电路板装配图就会发现电源+3V红线、左、右电机的两根红线都是接在同一条铜箔上（相当于同一连接点），可以移到印刷板外来连接。我们可以直接由电源+3V红线接任一电机的正端焊片，再由此焊片用红导线焊到另一电机的正端焊片上。因此，我们可以采用下述方法来完成
12、电路的连结。把印刷电路板上的四根、（蓝、白、黑、蓝）导线穿过伸缩板下部的空槽，再完成导线的连接。印刷板白线-电池盒白线印刷板黑线-开关-电池盒黑线印刷板左蓝线-左电机负端（左焊脚）印刷板右蓝线-右电机负端（左焊脚）电池盒红线-左电机正端（右焊脚）-右电机正端（右焊脚）图58 图592、装电池盒：用螺丝A把电池盒装在主架上。 图603、整理线路图61四、智能寻轨器的调试A、总装后的调试1、做测试板：先用白色卡片纸做一张名片大小的调试板，将其一半涂成不反光的黑色。图622、初测传感器灵敏度：装上电池，合上开关，将传感器朝上放平，接通开关，手拿调试板，在传感器上方23处，白色板面正对传感器时，电动机转，相应的发光二极管不亮，黑色板面正对传感器时，电动机停，相应的发光二极管亮。无卡片纸时受环境影响，电动机可转或不转。若灵敏度不理想，按第3条调节。 3、调节传感器灵敏度：500k电位器一般设置在中间位，要增加灵敏度，则应向顺时针方向调节（即电位器滑臂向电源负端移），否则相反图634、调节尾轮：尾轮要转动灵活，否则将影响智能寻轨器转弯性能。B、专用轨道上的调试在总装的调试后，还必须在专用轨道上反复进行行驶调试，主要靠调节两个500k电位
