2D光電跟蹤頭的構(gòu)造:兩個光敏二極管, 一 片數(shù)字邏輯集成電路,一個減速電機(jī)

跟蹤伺服系統(tǒng)具有捕獲瞄準(zhǔn)的功能，廣泛應(yīng)用于航天、航空及軍事工業(yè)。本節(jié) 將介紹一個結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)的光電跟蹤伺服裝置的制作，并由此引出一個和仿 生學(xué)密不可分的器件——施密特觸發(fā)器。讀者可以通過這個小模型的制作，直觀地 了解施密特觸發(fā)器的特性和跟蹤伺服系統(tǒng)的控制理念。

讓我們試著用“低技術(shù)”的方式進(jìn)行思考， 一個可以在二維平面上跟蹤光線的 伺服系統(tǒng)可以有多簡單呢?請看圖1-14,只需要4個元器件：兩個光敏二極管、 一 片數(shù)字邏輯集成電路、一個減速電機(jī)。這些元器件都是電子愛好者工作室里常備的 材料，它們真的可以制作出一個能夠正常工作的自動控制系統(tǒng)嗎?答案是肯定的， 這個電路可以作為學(xué)習(xí)自動控制系統(tǒng)的一塊敲門磚。

材 料 ：

>>74HC240,1片

>>紅外線接收二極管，2個 >>鋰電池，1塊

>>減速電機(jī)，1個

>>車條，1根

>> 端子芯(軸連器),1個 >>手機(jī)充電器，1個

>>導(dǎo)線，適量

>>排針、排座，2位

制作光電跟蹤頭對感光元件沒有特別的要求，紅外線二極管、光敏二極管、光 敏電阻都可以使用。感光元件串聯(lián)在電源兩端，為了降低強(qiáng)光下的能量消耗，可以 采取適當(dāng)?shù)恼诠獯胧�，使感光元件在�?qiáng)光下的阻抗不會太低。

74HC240 是一片帶有施密特觸發(fā)輸入特性的3態(tài)8路反相緩沖器，每個反相器的 Z大輸出電流為±35mA 。 為了能夠良好地驅(qū)動減速電機(jī)雙向轉(zhuǎn)動，需要每4個反相 器為 一 組(圖1- 14中的IC1和 IC2 為兩組)并聯(lián)驅(qū)動電機(jī)的一相。芯片的第1/19腳為 使能端，實(shí)際使用中要接低電平(電源地)。

電機(jī)為機(jī)器人制作中常用的N20 微型減速電機(jī)，標(biāo)稱電壓為6V 。要求電機(jī)轉(zhuǎn)速 低于30r/min 。 這個電路的實(shí)際工作電壓是3.7V。

端子芯取自工業(yè)連接器里面的接線排座。 一 個排座里可以拆出很多銅質(zhì)端子 芯，它的結(jié)構(gòu)是 一 根內(nèi)徑4mm 的小銅管，兩側(cè)有兩個螺絲。用它可以很方便地將 電機(jī)主軸與隨動機(jī)構(gòu)連接在一起。

鋰電池充電器由廢手機(jī)充電器改制而成，兩位鍍金排針、排座作為充電接口。