远景光灯自动调节水路两栖遥控小车 - 图文

远景光灯自动调节水路两栖遥控小车

摘 要

本小车具有水陆两栖功能：能从岸上直接下水，下水后成为船，由小车后置的两个螺旋桨提供动力和完成方向控制；也能从水中直接上岸，上岸后成为遥控小车，动力和转向由两个前置动力轮实现，外加一个万向轮起辅助支撑作用。同时本小车还具有远近光灯自动调节功能：能由外界光线强弱决定是否开灯，以及根据迎面车辆前灯照射强度自动对本车远近光灯灯进行切换。实现方法如下：红外遥控发送指令→接收器接收指令并解码→单片机根据解码内容作出响应→通过电机驱动芯片控制四个电机最终控制小车，远近光灯部分为光控路灯的逻辑组合。最终的作品基本上实现了所提出的各项功能，但美中不足的是，小车由干电池供电且电机为普通直流电机，所以动力方面有待改进。

【关键词】红外收发，两栖，远近光灯，自动调节

Abstract

The car has amphibious capabilities: from the shore directly into the water, the water became the ship, from the rear car to power the two propellers and complete directional control; also directly from the water landing, after landing a remote control car, power and steering by the two front wheels to achieve power, plus additional support from a caster role. The car also has the same distance light automatic adjustment function: to determine whether the intensity of light outside lights and headlights of vehicles under the irradiation intensity of the face automatically lights of the vehicle light switch near and far. Achieved as follows: infrared remote control to send commands and receive instructions → Receiver → MCU decoder decoding the content based on response → controlled by motor driver chip ultimate control of the four motor car, the distance light part of the street light control logic for the combination. The final implementation of the proposed works is basically the function, but the fly in the ointment is that car powered by a battery and general DC motor, so dynamic, needs to be improved.

【Keywords】Infrared transceivers, amphibians, distance light, automatic adjustment 1 前 言

远光灯眩目成为夜间车祸高发因素 ，因此设计一个远近光灯自动调节系统，在两车错车时能自动将远光灯切换成近光灯，不仅避免司机手动切换时分散注意力，而且防止炫目，减少交通事故的发生；遥控小车具有水路两栖功能，用到了单片机、C语言、红外遥控发射接收等相关知识，不仅能综合了以往所学知识而且制作和调试过程更具备挑战和乐趣；大学期间所学都为理论知识，本人深知自己的动手能力欠佳，而此次毕业设计恰好为本人第一次做实物提供了一个平台，于是便做了一辆“远近光灯自动调节水路两栖小车”。

本小车具有“远近光灯自动调节”功能和“水路两栖遥控控制”功能。“水陆两栖部分”主要由红外遥控器、红外接收解码模块、51单片机，芯片（L293D）、普通直流电机、干电池等组成；“远

近光灯自动调节部分”主要由继电器、电阻、可调电阻，光敏电阻等组成。水陆两栖工作原理为：遥控发送指令→接收器接收指令→解码→单片机对解码信号做出判断→单片机根据判断内容做出响应→通过电机驱动芯片最终控制电机动作。远近光灯工作原理：在光控路灯基础上的稍加修改并进行电路的逻辑组合。本小车具有水陆两栖功能：能从岸上直接下水，下水后成为船，由小车后置的两个螺旋桨提供动力和完成方向控制；也能从水中直接上岸，上岸后成为遥控小车，动力和转向由两个前置动力轮实现，外加一个万向轮起辅助支撑作用。同时本小车还具有远近光灯自动调节功能：能由外界光线强弱决定是否开灯；以及在开灯的情况下，根据迎面车辆前灯照射强度自动对本车远近光灯灯进行切换。

远近光灯调节具有很重要的现实意义。据统计，车祸数据中夜间车祸占60%以上，而在导致夜间车祸的非人为因素中，远光灯眩目成为夜间车祸高发因素。我们知道人眼的瞳孔在非常亮的环境中要缩小，以减少进光量，防止烧穿眼底。当到了一个暗的地方，瞳孔要扩大增加进光量，以便能够看清楚周围的情况。可瞳孔放大的速度最快的也需要10秒钟左右，如果夜间行驶每小时36公里，每秒钟就行驶10米，10秒钟恢复视力等于10秒钟开出了100米，此间，司机相当于盲驾。如果司机手动调节远近光灯可能会分散驾驶员的注意力，在汽车高速行驶的情况下还是比较危险，所以设计一个远近光灯自动调节系统很有必要。

总之，本次毕业设计是大学以来第一次亲手做东西，将自己空洞的想法一步步变为现实，觉得很充实，很有成就感。但由于本人能力有限，有些地方设计的不算合理。加之经费不足，本作品遥控器为一般的红外遥控、电机也为最普通的直流电机，光敏电阻灵敏度也不太高，造成小车动力性能、遥控距离、远近光灯切换灵敏度等欠佳，有待提高。但所提出的功能都得到了实现，基本上达到了提出的目标。 2 总体电路设计

2.1水路两栖遥控小车方案设计

红外遥控发射器发出指令 红外遥控接收器 解码 单片机对解码电平判断 由判断结果单片机给出相应输出，通过电机驱动芯片控制小车动作 图2.1红外收发模块工作流程图

2.2远近光灯自动调节方案设计

光控路灯电路改进实现

图2.2光控路灯电路改进法实现

3 单元电路设计

3.1水路两栖红外遥控电路设计；

图3.1红外遥控模块原理图

此模块主要功能是完成对红外遥控板发射的红外调制信号的解码，解码后在输出端排针上输出对应的二进制编码。此模块是由一块单片机对一体化红外接收头引脚电平的变化解码。模块在接收到遥控板的红外遥控信号后在38KHz一体化红外接收头的一个引脚上会有不断变化的方波信号，单片机对这些方波的长短分别记录下来，由于这些方波信号都是有规律的，而且每个按键的值都有所不同，所以可以在程序中对每个按键的值进行二进制编码后从单片机引脚输出，焊接好的模块如下

图所示。

主控电路板

图3.2红外接收解码模块

图3.3 主控电路板示意图

模块功能简介

该模块主要用于智能小车的控制和电机的驱动。主控芯片采用51系列单片机（89C52）。驱动芯片采用外围最简洁的L293D芯片。可以插1602液晶显示当前智能车的一些运行信息。 模块原理：

模块原理如图3.3。主要由89C52最小系统加外接插件和一些输入输出指示组成。输入部分主要是四位的拨码开盖开关，输出部分为四个发光二极管。由于没有用到显示部分所以电路中的1602液晶显示器便没有连入电路板中。为了为外接传感器和驱动芯片提供电源，在电路中加入了扩展电源的插针。

此模块在使用中要使用四个发光二极管作为一些指示时必须把二极管的排阻的VCC端与旁边扩展的电源VCC焊接在一起。

注意到电机驱动L293D的供电是和单片机供电隔离开的，并在板上引出了俩个接口。目的是防止L293D工作时对板上传感器的影响，使用时最好分开供电。

在板上有块空区域可以自己添加一些元件如电容、电感等来达到稳定电压的作用。 3. 2远近光灯自动调节电路设计

图3.4远近光灯自动调节电路

4 系统调试与数据分析

4.1小车水中动力调试

所遇问题:（1）小车在水中时要做好防水工作，开始由于担心马达浸入水中会烧毁，采用的方法是马达连接传动杆，传动杆上挂叶轮的方式作为小车在水中的动力，这样能避免马达浸水。但这样做的问题是，由于在电机和叶轮之间加了传动杆，由于同轴度很难保证，所以当电机转动时会产生强烈的震动，影响转速，导致电池消耗较快，小车在水中的推力也不足。（2）之前采用的是自制的大叶片，目的是想叶轮转动时产生更大的推力，但实际下水实验时，发现叶轮转速太慢，基本上没有什么推力。

解决方案:（1）在一次偶然的失误中将加了直流电的电机掉进了水里，发现直流电机在水中依然能正常旋转，且给电机加电到11v时其依然能正常工作，所以最终采取了电机直接挂螺旋桨的方式作为小车水中的动力装置，由于电机和螺旋桨之间没有传动杆，所以同轴度不好的问题得到了解决，震动明显减弱，转速的到极大提高。（2）将自制的塑料叶轮（叶轮较大）替换成了小的金属叶轮（叶轮较小，来源于电机中的转子），虽然叶轮半径变小了，但其在水中能高速旋转，实际试验效果比用塑料叶轮好得多。

4.2小车防水问题调试

所遇问题:由于所做小车要具备两栖功能，在水中时小车要解决防水问题，之前采取的是用泡沫

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