一、模塊概述

適配廣、調(diào)節(jié)靈、記憶準、好安裝

我們基于CW32L010芯片設(shè)計的5路智能巡線模塊，從實用性出發(fā)，解決了傳統(tǒng)巡線模塊的諸多痛點。

適用于各種地圖、各種顏色的線：通過可見光發(fā)射與光敏三極管接收的組合設(shè)計，能精準區(qū)分黑線、白線、綠線、紅線、藍線......；即使輕微抖動（如手持時），也能穩(wěn)定識別，避免誤判。比賽地圖識別率高達95%以上。

一次校準，長期生效：校準后的數(shù)據(jù)會被模塊永久記錄，斷電再上電無需重復操作。一張地圖校準完成后，后續(xù)使用全程免校準，省心又高效。

適配所有智能小車：自帶萬能安裝孔位結(jié)構(gòu)，支持各種間距的安裝，無論你想安裝在什么樣的小車或是機器人上面，都能輕松勝任。

開源智能硬件：原理圖開源，程序源代碼公開，注釋清晰。所有參數(shù)清楚明白，可以按自己的需求，隨便修改。不但可以當模塊使用，還可以當嵌入式開發(fā)板來學習。

CW32L010芯片的主要特點：

CW32L010是武漢芯源半導體有限公司推出的基于ARM Cortex-M0+內(nèi)核的超低功耗MCU，主頻高達48MHz，工作電壓寬達1.62V~5.5V，適用溫度范圍-40℃~85℃。其主要特點包括：

存儲與性能：集成64KB Flash（數(shù)據(jù)保持25年）和4KB SRAM，支持高實時性應(yīng)用。

超低功耗：待機電流僅0.3μA（常溫），85℃高溫下漏電低至1.2μA，支持Sleep/DeepSleep模式。

高安全性：獨創(chuàng)指令總線保護機制，可隔離敏感代碼區(qū)域，防止黑客通過數(shù)據(jù)總線竊取核心算法。

12位ADC：2MSPS采樣率，16路輸入。IO為全ADC口，使用方便。

高級定時器支持6對互補PWM輸出及移相功能。

雙UART（支持LIN/RS485）、SPI、I2C等接口。

高精度RTC（補償精度0.060ppm） 。

高可靠性：通過±600mA閂鎖測試（行業(yè)平均3-6倍），增強抗干擾能力 。

二、基本操作說明

1.模塊安裝

通過銅螺柱、螺絲、萬能安裝孔位，安裝在小車上，建議安裝高度：5路LED燈底部離地圖面1~2CM。

傳統(tǒng)比較器的模塊，對安裝高度和水平都有很高要求。我們這個模塊，智能識別，對安裝無特別要求，螺絲連接擰穩(wěn)定就好。

安裝示意圖見模塊接線節(jié)。

2.模塊接線

（1）模塊的供電

為了保持良好的識別效果，建議使用5V供電！

從主板的5V、GND連接到模塊H1或H2插頭上的5V、GND。

模塊內(nèi)置二極管，接反電源燈不亮，不會燒壞板子。

如果接上電源，LED不發(fā)光，請檢查電源供電是否正確，接線有沒有反？

模塊輸入電壓：DC 3.3~5.5V，要求供電側(cè)最大輸出功率要達到200mA。

模塊支持輸出TX的LED的電源關(guān)斷功能，需要自行修改源代碼。

隱藏彩蛋：TX開關(guān)功能，也可以擴展為光通信、光調(diào)制等功能，也可以關(guān)斷發(fā)射，采集環(huán)境光強，以采取不同的控制判別策略，可有效增強模塊的抗干擾能力，需要自行修改源代碼。

（2）模塊與主控MCU的連接

模塊的輸出接頭H1的CH1~CH5，依次連接到小車控制板或主控MCU的對應(yīng)IO接口。

對應(yīng)的探頭壓在黑線上，是輸出高電平！

注意：模塊供電是5V時，輸出高電平也是5V。連接STM32時，必須連接到5V電平兼容接口！不然要燒主控MCU！

隱藏彩蛋：如果連接到不支持5V電平的MCU，請將模塊的CH1~CH5通道的IO輸出模式配置為：OC（集電極開漏模式）的輸出模式。然后在MCU側(cè)的IO配置中，請配置為上拉輸入模式。

3.第一次使用校準

用戶拿到模塊，首先參照上面第1、2節(jié)安裝好模塊，并連接好供電線，就可進入第一次使用的校準模式了。

注意：必須要先安裝到車體上，再開始校準！不建議用手拿著模塊進行校準。

具體操作如下：

模塊上電，下面尋線的5顆發(fā)射燈發(fā)光，中間的五路指示燈開始閃爍，表示模塊已經(jīng)進入“校準狀態(tài)”。

把五路LED燈放在圖紙上空白干凈的區(qū)域（非黑線區(qū)），參考第2節(jié)模塊接線處的圖片。

短按一下模塊上的校準按鍵，開始進行校準，校準時，五路指示燈會長亮約1秒，此時請勿觸動車體及模塊！

校準結(jié)束，指示燈快閃2次后熄滅，表示校準完成。

可以把CH1~5路燈分別置于黑線上，看對應(yīng)通道的輸出指示燈是否亮起？如果在空白區(qū)域燈滅，在黑線區(qū)亮起，則校準成功。

如果校準不成功，可以長按校準鍵，重新校準。（具體操作參見下一節(jié)）

4.后續(xù)使用的再次校準

當用戶采用不同地圖時，或者小車所在的光的環(huán)境發(fā)生了明顯的變化，或其他原因，導致循線指示不準確時，均需要對尋跡模塊進行再次校準：

在模塊上電狀態(tài)時，長按校準按鍵（>1秒），五路指示燈開始閃爍，表示模塊已經(jīng)進入“校準狀態(tài)”。

在指示燈閃爍時，再次長按校準按鍵，可以退出校準模式。此時原校準數(shù)據(jù)不會改變。

把五路LED燈放在圖紙上空白干凈的區(qū)域（非黑線區(qū)），參考第2節(jié)模塊接線處的圖片。

短按一下模塊上的校準按鍵，開始進行校準，校準時，五路指示燈會長亮約1秒，此時請勿觸動車體及模塊！

校準結(jié)束，指示燈快閃3次后熄滅，表示校準完成。

可以把CH1~5路燈分別置于黑線上，看對應(yīng)通道的輸出指示燈是否亮起？如果在空白區(qū)域燈滅，在黑線區(qū)亮起，則校準成功。

如果校準不成功，可以長按校準鍵，重新校準。

如果反復校準，均不能準確識別需要循線的線條，請檢查地圖是否沒鋪平（有較大折疊），是否有污漬等。如果還是不行，請看下述第四章，高級操作。

三、工作原理簡介

1.硬件原理

模塊的發(fā)射（TX）為高亮度白光LED，接收（RX）為光敏三極管。

當模塊處在地圖的空白區(qū)域（通常為白色），TX白光，經(jīng)過白色區(qū)域時，光線幾乎都反射到了接收RX，RX光敏三極管幾乎全開通，此時對應(yīng)的CH1~5的測試點位置的電壓就較低，接近0.2V。

當經(jīng)過黑色線條時，線條會吸引大部分光線，RX光敏三極管上接收的光線較少，此時RX幾乎不開通，對應(yīng)的CH1~5的測試點位置的電壓就較高，可達2~3V。

不同顏色的線吸收白光不一樣，測到的電壓會有差別。不同工藝制作的地圖，反光不一樣，測到的電壓也會有差別。

另外，環(huán)境光強也會影響些電壓。當環(huán)境光較強時，建議采取遮光措施，或者采取更高級別的控制算法（如：加入調(diào)制解調(diào)控制，或改變傳感器等）。

硬件原理圖如下所示：

2.軟件算法簡介

MCU不斷地采集CH1~5的接收管（光敏三極管）亮度的ADC數(shù)值，并不斷地與存儲的校準數(shù)據(jù)相比較，如果它們的差值大于COMPARE_VALUE的設(shè)定值，則認為此通道壓在線條上，對應(yīng)通道（CHX）輸出高電平。

四、高級操作說明

如果反復校準，均不能準確識別需要循線的線條，那可能是因為尋跡模塊當前程序里的設(shè)定參數(shù)，適配不了您的實際環(huán)境。

這時，您可以通過修改源代碼，或者配合萬用表測試進行調(diào)試，以實現(xiàn)靈活的需求，程序源碼鏈接放在了此文最末尾。

程序中閥值（比較值）的修改

根據(jù)地圖和環(huán)境條件，可以更改地圖空白部分和要識別線的線的比較條件（COMPARE_VALUE）。這里默認值為200（ADC采集的代碼值），對應(yīng)電壓約為0.24V。

循線的線條識別算法為：MCU不斷地采集接收管（光敏三極管）亮度的ADC數(shù)值，并不斷地與存儲的校準數(shù)據(jù)相比較，如果它們的差值大于COMPARE_VALUE的設(shè)定值，則認為此通道壓在線條上，對應(yīng)通道（CHX）輸出高電平。

COMPARE_VALUE的設(shè)定值越小，識別靈敏度越高。但太小容易誤動作，如：地圖上的一點異物或車體的抖動，都有可能識別為黑線。值越大，識別靈敏度越低，抗干擾能力會強，但太大，又會導致無法區(qū)分黑線和白線。

那COMPARE_VALUE的值應(yīng)該設(shè)置多大合適呢？需要結(jié)合第2節(jié)的萬用表測試來定。（200是我們的經(jīng)驗值，一般地圖環(huán)境都合適。但如果光照強或地圖反光嚴重，可能要調(diào)?。。?/strong>