电动小车最终方案版

电机驱动调速方案的控制目标是实现电动机的正、反转及调速 方案一：电阻网络或数字电位器调整分压

采用电阻网络或数字电位器分压调整电动机的电压。但电动机工作电流很大；分压不仅会降低效率，而且实现很困难。 方案二：采用继电器开关控制

采用继电器控制电动机的开或关，通过开关的切换调整车速。优点是电路简单，缺点是响应时间慢、控制精度低、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性低。

方案三： H 型 PWM 电路

采用电子开关组成 H 型 PWM 电路。 H 型电路保证了简单的实现转速和方向的控制；用单片机控制电子开关工作的占空比，精确调整电动机转速。最终选择方案三。 3 、路面探测方案论证

探测路面黑线的原理：光线照射到路面并反射，由于黑线和白线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断传感器和黑线相对位置。

方案一：采用可见光发光二极管和光敏二极管

采用普通可见光发光管和光敏管组成的发射－接收电路。其缺点在于易受到环境光源的影响。即便提高发光管亮度也难以抵抗外界光的干扰。 方案二：采用反射式红外发射－接收器

采用反射式红外发射－接收器。直接用直流电压对发射管进行供电，其优点是实现简单，对环境光源的抗干扰能力强，在要求不高时可以使用。

方案三：采用脉冲调制的红外发射－接收器

在方案二的基础上采用脉冲调制发射。由于环境光干扰主要是直流分量，因此如果采用带有特定交流分量的调制信号，则可在接收端采用相应的手段来大幅度减少外界干扰。缺点是实现复杂﹑成本高。

根据本题目中对探测地面的要求，由于传感器可以在车体的下部，发射、接收距地面都很近，外界光对其的干扰都很小。在基本不影响效果的前提下，为了简便起见，我们选用了方案二。 4 、障碍物探测模块 方案一：超声波探测

采用超声波器件。超声波波瓣较宽，一个发生器就可以监视较宽的范围。其优点为抗干扰能力强，不受物体表面颜色的影响。缺点为实现电路复杂，且用通常的测量方法在较近距离上有盲区。

方案二：光电式探测

采用光电式发射、检测模块。由于单个发射器的照射范围不能太小，因此不使用激光管。用波瓣较宽的脉冲调制型红外发射管和接收器。其优点是电路实现简单，抗干扰性较强。

由于题目中已知障碍物外表为白色，有利于红外线的反射。同时从电路实现的难易程度上考虑，我们最终选择了方案一。 5 、寻光定向模块

题目条件是在终点线后放置 200W 白炽灯用以指向，因此采用普通光敏三极管进行检测。 方案一：车转式安装

采用固定方向安装方式。将两个光敏三极管固定在车头的左右两边指向前方，当车头对准光源时，两传感器输出平衡；当车的方向不准时，通过两传感器输出的差别控制车原地转向来寻找光源。 方案二：模拟雷达扫描

用装在车底盘上的步进电机带动圆盘左右扫描，装在圆盘上的光敏传感器通过扫描 ，可以准确定位光源。

我们采用了方案一。

6 、车轮检速及路程计算模块 方案一：磁感应式

采用霍尔元器件（霍尔元器件应用霍尔效应，输出量与磁场的大小有关）并在车轮上安装磁片，利用位置固定的开关型霍尔元器件来检测车轮的转动，通过单位时间内的脉冲数进行车速测量。 方案二：光反射式

采用反射式红外器件。在车轮轮辐面板上均匀画出黑底白线或白底黑线，通过正对线条的反射式红外器件，产生脉冲。通过对脉冲的计数测速。 方案三：光对射式

采用对射式红外传感器。在轮辐面板上均匀刻出孔，在轮子两侧固定相对的红外发射、接收器件。在过孔处接收器可以接收到信号。从而轮子转动时可以产生连续脉冲信号，通过对脉冲的计数进行车速测量。 选择了方二。 7 、供电电源选择 空

8 、方案论证总结

综上所述，本设计方案如图 1 所示。