信标组的主要任务是寻灯、灭灯,所用到的传感器有摄像头、编码器(光电码盘)、红外测距模块等。
(1)摄像头安装
①摄像头底座
底座的安装位置决定了摄像头的位置,因此底座尽量放在底盘的左右对称轴线上,采取的方案是安装前后两个摄像头用来寻找信标灯,因此第二个摄像头底座也要尽量和第一个摄像头底座对称安装,便于程序的处理。底座最好选用刚度较高的金属底座,可以有效减少小车行驶过程中摄像头抖动。
②碳素杆
第十四届竞赛要求所有组别车高不超过20 cm,因此碳素杆的截取一定不能超过20 cm,如果精度在切割的时候不好控制,可以适当切长点,然后用砂纸打磨调整。碳素杆的尺寸应和底座匹配,且安装过程中适当用热熔胶填充,以减少因抖动产生的误差。
③摄像头固定支架
安装摄像头固定架时,由于摄像头背面有部分电子元器件,导致支架在贴合摄像头表面的时候不平整,需要先旋转一颗螺母进去,再用防松螺母拧紧,安装在碳素杆上,为进一步保障摄像头的稳定性,可以加热熔胶进行固定。
摄像头安装过程如图9.6所示。
图9.6 摄像头安装过程示意图
(2)编码器安装
H车模是四个电机单独控制,因此需要同时用到四个编码器。编码器一般可分为机械式编码器和光电码盘,机械式编码器精度较高,成本也较高,光电编码器成本较低,精度稍低,但满足比赛要求,具体使用时任意选用一种即可。
①码盘安装
编码盘是一种按一定的编码形式,如二进制编码、二-十进制编码、格莱码或余三码等,将一个圆盘或直尺分成若干等分,并利用电子、光电或电磁器件,把代表被测位移量大小的各等分上的编码转换成便于应用的其他二进制表达方式的测量装置。光电码盘就是一种二进制编码的光电传感器。(www.xing528.com)
每一个光电码盘对应一个光电对管,安装时将码盘粘连在电机轴上,光电对管对准码盘“栅栏”,将其固定在车架上,如图9.7所示。给驱动电路极板PWM信号使轮胎匀速转动,调整对管的俯仰角度和倾角,让其采集值保持在较小范围(20以下)波动,说明安装位置合适。用热熔胶加固,使其位置保持不变,码盘安装完成。
图9.7 光电码盘安装示意图
在原厂车模上给了安装码盘的定位孔,但是按照定位孔的位置进行安装会使光电传感器发射出的红外光没有完全穿过码盘导致测量不准确,因此在安装时可以先固定一颗螺丝,然后适当调整光电传感器的安装位置并用热熔胶进行固定。值得注意的是光电传感器的接线容易折断且易受高温影响,建议最开始就在接线处封好热熔胶,同时注意不要保持过长时间的高温状态以免损坏传感器。
光电码盘是合金钢激光切割加工的,极易损坏,因此在安装码盘的时候一定要特别注意不要戳坏码盘或者用力过大导致码盘变形,码盘和电机上的金属齿轮可用502或401胶水粘贴,晾干后再进行齿轮安装。一定要特别注意不要让胶水渗透进金属齿轮的小孔,不然极易堵塞,导致齿轮无法和电机轴连接。
②编码器安装
编码器自带小齿轮,与车模轮胎的传动齿轮啮合即可实现速度的测量。安装时先将编码器与支架用螺钉连接,然后直接固定在车架上,再安装编码器齿轮与传动齿轮啮合,微调后对各部分完成固定,必要时还可以加上热熔胶防止器件滑动。安装示意如图9.8所示。
图9.8 编码器安装示意图
(3)红外测距传感器安装
红外测距模块主要用于信标灯避障,由于单片机等硬件资源的限制,也可以选择使用超声波来进行避障。红外测距模块安装应尽量靠前,但要考虑是否容易撞上信标灯。分别安装在车模前方的两侧,避障效果较好,安装示意如图9.9所示。可用弹性小的海绵涂上热熔胶将红外模块黏合在车架上,同时还要注意信号传输线的排布,不能干扰其他信号线的走线。
图9.9 红外测距模块安装示意图
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