0 设计背景
提到电子小制作，很多人会想到制造一款智能循迹小车。不仅使你颇有成就感，还是很好的把创客构思、制造及理论知识能力结合起来，提高自己的电子制造水平与兴趣。同时，智能循迹小车也是国内外相关赛事的基本内容。因为智能小车已经成为机器人、人工智能的典型代表，目前国内外的许多爱好者、以至于大学都在积极投入人力、财力进行开发。主要表现在大学生的各种大型的创新比赛，比如：亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（ABU ROBCON）、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等。此外从智能小车的历史来看，也是有很大来头的。智能循迹小车又被称为 Automated GuidedVehicle，简称AGV，是二十世纪 五十年代研发出来的新型智能搬运机器人。而现在的智能循迹小车，是指装备如电磁，光学或其他自动导引装置，可以沿设定的引导路径行驶，安全的运输车。工业应用中采用充电蓄电池为主要的动力来源，可通过电脑程序来控制其选择运动轨迹以及其它动作，也可把电磁轨道黏贴在地板上来确定其行进路线，无人搬运车通过电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作，无需驾驶员操作，将货物或物料自动从起始点运送到目的地。在此可以看到它的应用前景了吧。
还不动心，快来一步步跟我做一款循迹小车吧。我们将系统的从原理构思、参数调整、制程制作，来系统介绍。
1 原理构思
首先，我们很容易想到，循迹小车也是车，就必须在小车的车模上安装相应的直流电动机，给电机提供驱动电流和电压来驱动小车前进，以此作为小车的动力系统。所以我们制作首先想到和准备好马达及轮子、电池及必要的支撑系统，这样就完成了小车的构思。
第二步 怎样产生循迹呢，也就是跟踪吧。
既然电压电压是唯一动力源，那只有在电压电压上来设计，分析不同路面情况对电压的可能影响。当然简单而言，就是循迹小车的设计初始，路面颜色做成最简单的黑马两种情况，也就是让小车在由黑白线组成的地板上循白、黑线两种情况行走。对黑白两种颜色，最简单的区分，就是通过光反射来鉴别，在用电压来标记，那就是由光敏电阻转换而成了。也就是比较黑白两种情况的电路电压情况，就可以实现了。所以小车的电源部分与光敏电阻相连，就完成了循迹小车的动力部分构思了。
具体原理为：
小车俩驱动轮由各自电源电压分开控制。当小车偏右侧行驶时，这是左侧的传感器就会检测到黑色线，此时它的光敏电阻的阻值就会增大，与它对应的电压就会为零，从而左侧车轮停止，而右侧车轮车速不变，所以就会往左侧拐，拐到传感器左侧传感器离开黑线为止（图1）。
第三步，整体车体构思了。电源部分，已经有了现成的模块，就是光敏电阻传感器。连接到马达上即可以完成最简单的循迹小车。如果对马达部分更多要求，难就也有现成的模块，那就是电机驱动模块，如果控制更为复杂一些，那就需要编程了，中间部分在加个单片机就可以了。总之就是1）光敏电阻模块-马达（原理上可行，但不实用，因为传感器功率很小）（图 2）；2）光敏电阻模块-电机驱动模块-马达（图3）；3）光敏电阻模块-单片机-电机驱动模块-马达（图4）。
由此可见，我们要对循迹小车很好的理解，就首先很好体会光敏电阻模块。因为这是前提。
2、认识光敏传感器。
其实，光敏传感器是最常见的传感器，它的种类也繁多，主要有:光电管、光电倍增管、光敏电阻、 光敏三极管 、太阳能电池、 红外线传感器 、紫外线传感器、 光纤式光电传感器 、 色彩传感器 、 CCD 和 CMOS 图像传感器等（图 5）。
其中红外线传感器采用的是红外检测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中由红外检测传感器的红外光电二极管不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收，如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机根据是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。
一般循迹小车制作，多为光敏电阻传感器。那就详细研究光敏电阻传感器，顾名思义，光敏电阻，就是电阻对光敏感，具体可为，黑暗时候，光敏电阻的暗电阻往往超过1MΩ,甚至高达100MΩ，而明亮时候，亮电阻在2K-5K之间，具体可以记忆为，由于光太强，根本睁不开眼，而无法阻拦抵抗，所以电阻很小（注意，这个只是为便于记忆而形象比喻）。
那光敏电阻怎样影响电压呢？
下面先简单举个例子，分析光敏电阻的作用。
这是一个典型的利用光敏电阻做光控开关的电路（图 6），当明亮白天时，光敏电阻阻值很小，电路通畅，由于光敏电阻相比上面的固定电阻R很小，所以分压很小，因此电压表数值很小(可视为低电平）；而当黑天时，电阻很大，远远超过固定电阻R的阻值，电路成为断路，电压表显示数值为外加电压5V（可视为高电平）。
在循迹小车中，光敏电阻的作用本质与上面一样，只是实现形式有所不同，是采用电压比较器来实现，简单可以理解为，有一个参比电阻（相当于上面的固定电阻R），当光敏电阻阻值大于参比电阻阻值时，电源输出为低电平，反之为高电平。
下面通过搭建面包板电路，来认识光敏传感器的调节，因为这是传感器唯一可调的参数，举例说来，马路边的光控灯，到底在暗到什么时候亮起来，就是设定或调节这个参数，所以这对于循迹小车的灵敏度评价，至关重要。
搭建过程很简单，搭建好之后，用小螺丝刀拧光敏传感器的灵敏度调节电位器，就可以调节这个传感器了,顺时针调电位器，检测亮度增加；逆时针调电位器，检测亮度减少。（图 7）可以看到在黑色线条临界点附近，万用表的电压就会发生突变，高低电平如图所示（见图8-1与8-2），当连上LED灯之后（此处用LED灯代替马达，目的是效果更好一点），小灯的点亮和熄灭就会发生变化，灯的变化和电压变化分别如图9-1和图9-2所示。
我们把马达替换LED灯，就会看到光控马达状态了，也就是理解了循迹小车变化过程了。由于光控传感器对光特别敏感，因此在明亮的户外条件，很难进行精确调节灵敏度调节变位器，所以循迹小车的制作，在室内，尤其是晚上室内灯光最好搭建。这里我们就从机理上完成了对循迹小车的构思设想。
敬请浏览下期：电子小制作：一步步看循迹小车的设计构思与制造（2）----小车动力源的构建
敬告：本内容为制作人独立制作，非经制作人书面授权，请不要转载发布！
