使用 PICAXE 14M2 和步進電機構建紅外跟蹤器

一些電壓基準具有專用的降噪端子。這些端子可用于過濾基準的噪聲并實現更高的性能。然而，應該注意的是，此類中的每個電壓基準可能需要不同的電路來實現噪聲過濾。沒有一種解決方案適用于所有這些電壓基準。因此，在做任何事情之前，應該徹底研究設備數據表，以獲取有關此主題的任何明確信息。

紅外光源
創建紅外光源非常簡單；您需要一個紅外 LED（例如 LTE-5228A）、一個低壓直流電源（例如電池）、一個限流電阻（以避免燒壞 LED）以及將所有部件連接在一起的電線。下圖顯示了一個示例。

請注意，正電壓（紅線）通過電阻器連接到 LED 的陽極，負極引線連接到陰極。電阻器可以位于正極引線（如圖所示），也可以位于負極引線；無論哪種方式都同樣有效。
您可以使用不同的組件和值來設計紅外光源。個臨界值是光的波長；它應該非常接近 935nm，因為這是 OP505A 光電晶體管靈敏度達到峰值的波長。
步進電機
快速在線搜索將提供大量有關步進電機的信息 - 超出您想要或需要了解的信息。事實上，AAC電子教科書的第13章有專門討論該主題的頁面。
沒有必要在這里重復很多信息。可以這么說，步進電機通常是一種低壓直流電機，包含磁鐵和線圈，這些磁鐵和線圈的排列使得以正確的順序向繞組施加驅動電流將導致輸出軸逐步旋轉。根據步進電機的設計，步長可以大也可以小；大的步數會導致更“急躁”的運動，而較小的步數會導致更平滑的運動。旋轉速度可以通過驅動電流從一個繞組移動到另一個繞組的速度來控制。
步進電機有兩相或多相；兩相步進器可以單極配置或雙極配置驅動。這里選擇的電機是單極電機。該項目使用單極驅動電路，但僅供記錄，允許單極驅動的電機也可以由雙極驅動電路控制。
一些步進電機具有內部傳動裝置。這些齒輪通常被布置為減慢旋轉并增加扭矩。該項目中使用的電機是小型齒輪步進電機，如下圖所示。

如您所見，步進電機附帶一塊 PCB。PCB 上的電路包括一個 ULN2003A 集成電路，其中包含七個達林頓晶體管對，其中使用了四個。每對由兩個 NPN 雙極結型晶體管組成，用作低電流信號（例如微控制器的輸出）和高電流負載（例如步進電機中的繞組）之間的接口。AAC電子教科書 第4章有關于達林頓對的討論。
28BYJ-48 電機與許多步進電機一樣，有四個繞組，每個繞組都可以單獨通電。因此，控制 PCB 使用 ULN2003a 的四個輸入（In1、In2、In3 和 In4）是有意義的，每個輸入都通過達林頓驅動器連接到步進電機的四個繞組之一。請注意，從控制 PCB 到步進電機有五根電線，一根用于電源，四根用于連接四個繞組的信號線。提供一個 LED 及其限流電阻來指示何時向每個繞組供電。
控制板的原理圖如下所示，注釋提供了有關電路操作的附加信息。

示意圖和完成的組裝
該項目其余部分的示意圖如下所示。為了查看整個電路，您必須使用此原理圖和本文上一節中顯示的步進電機控制器的原理圖。

這是 PICAXE 14M2 的引腳圖。請注意，只有兩個 C 端口引腳具有 ADC（模數轉換）功能：C.0 和 C.4。但三個光電晶體管中的每一個都必須連接到 ADC 引腳；幸運的是，B 端口有一個可用的 ADC 引腳：B.5。
該項目的整個原型組裝如下所示。每個部件都有標簽以與原理圖上的名稱一致。在開始構建之前，將原理圖中的每個部件與照片中的相應組件進行比較。

請注意，示意圖中紅色矩形內顯示了三個紅外傳感器（Q1、Q2 和 Q3）的光電晶體管陣列。在上面的完整組裝照片中，三個光電晶體管連接到一小塊穿孔板上，該穿孔板熱粘合到步進電機的輸出軸上。
該組件的其他細節如下圖所示。光電晶體管陣列應水平安裝并與步進電機的平頂平行。然而，三個光電晶體管的排列方向應略有不同；光電晶體管之間的 25 度角應該是完美的。