2D光电跟踪头的构造:两个光敏二极管, 一 片数字逻辑集成电路,一个减速电机

跟踪伺服系统具有捕获瞄准的功能，广泛应用于航天、航空及军事工业。本节 将介绍一个结构简单、容易实现的光电跟踪伺服装置的制作，并由此引出一个和仿 生学密不可分的器件——施密特触发器。读者可以通过这个小模型的制作，直观地 了解施密特触发器的特性和跟踪伺服系统的控制理念。

让我们试着用“低技术”的方式进行思考， 一个可以在二维平面上跟踪光线的 伺服系统可以有多简单呢?请看图1-14,只需要4个元器件：两个光敏二极管、 一 片数字逻辑集成电路、一个减速电机。这些元器件都是电子爱好者工作室里常备的 材料，它们真的可以制作出一个能够正常工作的自动控制系统吗?答案是肯定的， 这个电路可以作为学习自动控制系统的一块敲门砖。

材 料 ：

>>74HC240,1片

>>红外线接收二极管，2个 >>锂电池，1块

>>减速电机，1个

>>车条，1根

>> 端子芯(轴连器),1个 >>手机充电器，1个

>>导线，适量

>>排针、排座，2位

制作光电跟踪头对感光元件没有特别的要求，红外线二极管、光敏二极管、光 敏电阻都可以使用。感光元件串联在电源两端，为了降低强光下的能量消耗，可以 采取适当的遮光措施，使感光元件在强光下的阻抗不会太低。

74HC240 是一片带有施密特触发输入特性的3态8路反相缓冲器，每个反相器的 Z大输出电流为±35mA 。 为了能够良好地驱动减速电机双向转动，需要每4个反相 器为 一 组(图1- 14中的IC1和 IC2 为两组)并联驱动电机的一相。芯片的第1/19脚为 使能端，实际使用中要接低电平(电源地)。

电机为机器人制作中常用的N20 微型减速电机，标称电压为6V 。要求电机转速 低于30r/min 。 这个电路的实际工作电压是3.7V。

端子芯取自工业连接器里面的接线排座。 一 个排座里可以拆出很多铜质端子 芯，它的结构是 一 根内径4mm 的小铜管，两侧有两个螺丝。用它可以很方便地将 电机主轴与随动机构连接在一起。

锂电池充电器由废手机充电器改制而成，两位镀金排针、排座作为充电接口。