从零开始做循迹小车-0-项目总览

Posted liangda

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了从零开始做循迹小车-0-项目总览相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

循迹小车也算是很经典的单片机开发项目了,作为入门项目正合适。这一篇随笔大概写循迹小车的组成部分,之后的随笔就根据这些组成部分来写知识储备,最后写项目实现

循迹小车组成部分可以做一个分类,分为:传感器部分,控制器部分,动作器部分。大概工作流程就跟下图差不多:

 技术分享图片 技术分享图片技术分享图片技术分享图片技术分享图片

  看(传感器)              想(控制器)             动(动作器)

一、传感器部分:

  传感器是什么?以人为例,传感器就是人的眼睛,耳朵,鼻子等可以感应外界事物的器官。那对于循迹小车来说,传感器可以是感知线路的元器件,可以是检测轮子转速/路程的元器件,可以是检测小车姿态的元器件等等。采用什么样的传感器,决定于循迹小车的要求。这里先介绍做简单的循迹小车,假设路线都是在水平面上的,没有斜坡或者障碍,而且没有交叉路口,直角弯,锐角弯之类的,就跟下面这个跑道一样:

技术分享图片

  那我们就只是感知线路就行了,对姿态控制和检测轮子转速/路程就没什么要求了。既然是从零开始做,那就先走好这个路线。对于之后的交叉路口,直角弯什么的,就在这个基础上再拓展。

  再来看怎么做到感知线路。上图中跑道和背景的最大的区别是什么?显然是颜色,黑白分明。这里我们换一种说法,灰度,黑色的程度。我们这里假定:颜色越黑,灰度值越小。可能会有疑问,那彩色图怎么办,那可真是个小机灵鬼,自己百度一下,这里不拓展,大概内容和饱和度有关。

  问题又变成了,哪些东西可以检测灰度?循迹用途的灰度传感器一般有:红外灰度传感器,线性CCD传感器,摄像头等等。这几种也是各有优缺点了,先看最简单的红外灰度传感器。淘宝上常见的红外灰度传感器有下列这些:

技术分享图片技术分享图片技术分享图片技术分享图片

 

 

   外形好像相差很远,其实原理是大同小异的,具体原理我们后面再说,后面还有控制器和动作器呢。

 

 

 二、控制器部分:

   控制器也是多种多样了。循迹任务比较简单,就采用了mcu(单片机)作为控制器。单片机又是多种多样的,各种架构,各种厂商,既然是从零开始,先用51单片机吧,虽然性价比有点低,但是容易学,到了后面比较复杂的情况,51可能会捉襟见肘,但是应付上图那个路线图还是可以的。51单片机大概长得跟下图差不多:

技术分享图片技术分享图片技术分享图片

  别看他们长得有长条的,有四方的,生产公司有STC的,有AT的,其实用起来是差不多的。

 

三、动作器

  循迹小车的动作就比较简单啦,不是前后就是左右,就是控制电机的正反转或者转速。划重点,电机!电机的种类就比较多了,有直流有刷电机,直流无刷电机,交流同步电机,交流异步电机,交流鼠笼式异步电机,交流绕线式异步电机,单相异步电机,三相异步电机。。。学完这些,机电传动都要学完了,从零开始做了解这些干嘛,能动就行啦,所以我们选直流电机吧,大概是下面这些模样:

技术分享图片技术分享图片技术分享图片技术分享图片

 

  直流电机通俗点说就是,接电池就会转的电机。我们小时候玩的四驱车玩具的电机就是直流电机(130直流电机)。再进一步,直流电机一般来说,转速都有上千转每分钟,假设我们小车的轮子周长为20厘米,电机转速每分钟1000转,那小车的速度就是20*1000=20000cm/分钟,也就是333cm/秒。宿舍地砖是40cm每格,那1秒就是8格砖。emmmm,如果电机转速是2000转呢,每秒16格砖!这是要做飞思卡尔吗,从零开始并不会做这么快的,打扰了。那有什么办法减速?减速直流电机了解一下。其实也就是用齿轮组,将高转速小力气电机变成低转速大力气电机。直流减速电机=直流电机+减速器,就这么简单。样子大概跟下图差不多:

 

 技术分享图片技术分享图片技术分享图片技术分享图片

  我们选第三张图里面那种黄黄的,为什么选这么丑的?因为便宜。

四、总结

  上面简略说了循迹小车的几个部分,好像真的很简略。先有个认知吧,传感器,控制器,动作器。对应红外灰度传感器,51单片机,直流减速电机。下面会拆分开来详细说的。

 

以上是关于从零开始做循迹小车-0-项目总览的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

ros学习-从零开始搭建一台ros小车

ros学习-从零开始搭建一台ros小车

智能小车 机器人

Vue 2.x 从零开始搭建

android studio和genymotion安卓入门从零开始-0

Vue移动端项目搭建: 手把手从零开始搭建