第六章 车速检测模块的设计
6.1方案的选择
为了使车能平稳地沿着赛道运行，除了舵机转向的控制之外，还要在入弯的时候适当的减速，使车子能很平缓的入弯，防止因速度过快而冲出赛道。如果仅采用开环控制方式，则智能车在转弯角度不同、路面状况改变或者系统供电电池电量不同的时候，智能车的速度在同样占空比的条件下也会有很大差别。如在电池刚充满电的情况下，很容易因速度过快冲出跑道，故对其采用闭环控制，把测得的速度作为反馈来控制车模使车速能稳定下来。车速检测有多种可行的方案。
第一，采用霍尔传感器。通过霍尔效应产生电流的变化，需要在齿轮的两侧安装磁片，而将霍尔式传感器安装在固定轴上，从而对脉冲的计数来测量车速。
优势：获取信息准确，体积小，而且不增加后轮负载。
劣势：齿轮处靠近主驱动电机，容易受磁场干扰；对齿轮打孔，容易损坏
齿轮和破坏其机械结构。
第二，采用红外对管。在齿轮的一面粘上自制的黑白相间的码盘，红外对管平行于齿轮面并固定在离齿轮较近的位置。齿轮转动时，带动码盘旋转，红外发射管在照到黑和白后返回给接收管的电压不同，因此可以实现脉冲测速。
优势：体积小，电路简单，精度较高。
劣势：受到齿轮振动的影响，容易出现漏脉冲现象。
第三，采用加速度传感器。测量得加速度之后对其进行积分运算可得速度。。
优势：精度较高。
劣势：外围电路比较复杂，测量受车行驶状态影响较大。
第四，采用测速发电机。只需配置合适的齿轮，将测速发电机的齿轮吻合上车轴的齿轮，固定电机即可将输入的机械转速转换为电压信号输出，通过A/D转换后就可以得出相应的速度量，精度受A/D转换的参考电压及位数影响。
优势：电路简单。
劣势：体积大，安装不方便。
第五，采用光电编码器。购买光电编码器安装在主驱动齿轮上，通过齿轮传过来的转动获取后轮转角。
优势：获取信息准确，精度高，搭建容易。
劣势：增加后轮负载；光电编码器体积较大，导致车重增加。
综合考虑以上的方案各自的优劣，决定采用红外对管测速，只要码盘足够精密，测速就可以比较准确。本次赛车采用64等分的黑白相间的码盘，保证测出来的数值能够准确反映后轮的速度。
6.2红外对管测速电路
红外发射管分别照到黑白相间的码盘，反射回来的电信号有强弱，经过三极管后形成0和1交替的脉冲，即可以供单片机测速处理。在实际电路测速的过程中，由于容易受到干扰，所以要对其进行整形和滤波。我们选用555构成施密特触发电路，来对信号进行整形，由于施密特触发器的二阀值电平为1/3VDD和2/3VDD，因而存在1/3VDD的回差电压，可以对有振荡和噪声的信号进行整形。总体的测速电路如图6.1所示。
图6.2 测速码盘
综合考虑以上的方案各自的优劣，决定采用红外对管测速，只要码盘足够精密，测速就可以比较准确。本次赛车采用64等分的黑白相间的码盘，保证测出来的数值能够准确反映后轮的速度。
6.2红外对管测速电路
红外发射管分别照到黑白相间的码盘，反射回来的电信号有强弱，经过三极管后形成0和1交替的脉冲，即可以供单片机测速处理。在实际电路测速的过程中，由于容易受到干扰，所以要对其进行整形和滤波。我们选用555构成施密特触发电路，来对信号进行整形，由于施密特触发器的二阀值电平为1/3VDD和2/3VDD，因而存在1/3VDD的回差电压，可以对有振荡和噪声的信号进行整形。总体的测速电路如图6.1所示。
图6.1 测速电路
上面的测速电路配合精密的自制码盘。如图6.2所示，此码盘黑白相间各32个，也即是齿轮转一圈就有32个等周期的脉冲，精度足够后轮测速使用。
图6.2 测速码盘
