花样小车——393型3D循迹小车的设计与研制

文 浙江省安吉高级中学 黄昭琦 雷俊驰 王雁颉 许正烈 朱哲 叶雨芃

现今，由于司机酒驾、疲劳驾驶、闯红灯而导致的悲剧屡见不鲜。3月1日，上海市正式发放全国首批智能网联汽车开放道路测试号牌。消息一出，立刻引起了全国媒体的广泛关注。

看到这些，我们不禁发出了感叹：如果我们也能做出自动驾驶的小车，为自动驾驶技术的普及做些小小的贡献就好了！

一、预期目标

通过LM393集成电路和3D打印技术，研制一款能在预定轨迹上自动前进、无需人工操控的电动小车，让其能沿黑色轨道行驶。

二、收集材料

光敏电阻，LM393电压比较器，普通电阻，电池，发光二极管，电容器，三极管，电动机，导线若干。

三、工作原理

1.光敏电阻阻值随光线强弱变化而变化，同时引起电路中的电压与电流变化。

2.LM393电压比较器可对输入信号进行鉴别、比较，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路。电压比较器可被看作是放大倍数、接近“无穷大”的运算放大器。

LM393电压比较器可比较两个电压的大小（用输出电压的高电平或低电平表示两个输入电压的大小关系）：当“+”输入端电压高于“-”输入端时，电压比较器输出为高电平；当“+”输入端电压低于“-”输入端时，电压比较器输出为低电平。

LM393在循迹小车中的作用主要是随时比较两端光敏电阻的大小，当出现不平衡时就会控制一侧电机停止，让另一侧电机加速转动，从而快速地使循迹小车回到正确的轨道上，保证小车能沿黑色轨道顺利前行。

四、制作过程

1.准备工作

一开始，我们对电路并不了解，汪老师带我们认识了面包板、电位器、三极管等各种电路元件。在准备器材的过程中，我们发现有一辆小车缺少一颗纽扣大小的前轮，于是找来锉刀，将木板表面磨光，完成了前轮的制作。

2.3 D打印小车

学习使用3D打印软件，在学校3D打印实验室中打印出小车车身和车轮。

3.接通电路

电路完工后，我们怀着紧张不安的心情接通电源，当发光二极管亮起时，似乎点燃了我们心中的梦。

4.组装小车

我们分成三组组装小车。经过不懈努力，除了一组由于导线接触问题没有成功外，其他两组的小车都可以沿预定的轨道行驶。

5.小车试行

我们把一辆小车放在轨道板上，接通电源后，小车并没有动起来。我们仔细检查了电路，再次尝试接通，轮子顺利地转了起来！但小车一直都在“自我旋转”，像一只想要咬自己尾巴的小狗。

虽然有些失望，但我们丝毫没有气馁，开始了地毯式的排查，原来是有一处导线接触不良。改进后，小车终于按最初的设想动起来啦！

随后，三辆“战车”都能成功地沿着轨道行驶！（指导老师：汪文峰 周利士）