其實自己想要簡單的制作一臺機器人也不是很難，只不過先要對它的原理熟悉，造價也不會很高，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器人設計的方案。只提供參考！
　在講解具體應用前，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。所有物質在高于絕對零度（-273.15℃）時都可以產生紅外線。現(xiàn)代物理學稱紅外線為熱射線。
 我們對紅外線頻率與探測靈敏度的關系進行了一系列的實驗，得出以下結論如左圖。紅外線頻率在38.5kHz時靈敏度最高，當紅外線探測器發(fā)送頻率調整為36kHz或40kHz的信號時，靈敏度為頻率38.5kHz的80％；當發(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來設計循跡電路。在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當紅外光遇到白色地面時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收產生控制信號；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無控制信號。
　采用ITR系列集成紅外探頭是因為其體積小、價格便宜、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，因為8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，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，一方面保護接收紅外管；另一方面可調節(jié)檢測電路的靈敏度。因為傳感器輸出端得到的是模擬電壓信號，所以在輸出端增加了比較器，先將ITR20001輸出電壓與2.5V進行比較，再送給單片機處理和控制。
　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重要因素。從簡單、方便、可靠等角度出發(fā)，同時在底盤前側裝設4個紅外探測頭，進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個紅外探測頭，中間的檢測黑線，兩側的探頭檢測白色區(qū)域。
2.紅外測速：

　如圖需要在電機轉子側安裝一個碼盤，在定子上放置一個對射光耦。通過光電原理，由于碼盤上有缺口，電機轉動光線不斷地通斷，產生連續(xù)的高低電平，在整形后可以產生連續(xù)的脈沖信號。連續(xù)的脈沖信號經過單片機處理，計算脈沖間隔，換算出電機的轉速。
如果單片機的晶振為12MHz，單片機每個機器周期有12個振蕩周期，每個機器正周期為1us，碼盤上空的個數為D，測速脈沖周期為t（同過臨近齒孔所用的機器周期數），機器人的輪長為L，電機的轉速為：　　　
機器人的速度：      
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間法、PSD測距法、反射能量法和帶運動機構的雙象比較法。
 采用紅外線測距就是應用反射能量法。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生漫反射，紅外接收二極管接受到物體反射的紅外線，根據接收到的反射光能量來判斷被測物體的距離。
　實現(xiàn)原理為紅外發(fā)射驅動電路驅動發(fā)射頭的紅外二極管發(fā)出紅外光，當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動電路驅動紅外接收頭的紅外接收二極管接收到，并通過電壓轉換，將其轉換為可測量的電壓值，因為紅外光的強度會隨距離的縮小而增強，紅外接收電路轉化的電壓值會隨之增強。又因為電壓與距離成比例，通過對轉換的電壓的計算，我們可以知道可移動機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償作用。Vin與控制芯片的引腳相接。當Vin有信號輸入時,控制電路的三極管導通,同時整個電路導通,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PT908會產生一個與光強相對應的電流。電流經由LM358兩級放大后,在輸出端可以得到一個0～3V 的模擬電壓,作控制芯片的模擬輸入量。單片機在完成初始化和端口選擇后,即開始進行A/D轉換,重復等待與檢查轉換完成標志值是否已為零,最后將轉換結果在LED上顯示出來。
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