第七屆全國高職學生技術創造力培訓與競賽活動 決賽電路說明

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1 第七屆全國高職學生技術創造力培訓與競賽活動 決賽電路說明
命題小組

2 試題說明 題目： 補充說明： 設計「機械導盲犬」，能夠帶領盲胞依循軌跡而享有無障礙生活
必須具備基礎功能(可依循黑色PVC膠帶前進，接受前進、停止的控制) 達成相關附屬功能(如：避開障礙物、危險警告、左右轉提醒、夜間自動警示，或其他聲音、光效果等) 達成相關擴充功能(如：機械導盲犬蹲下、站立及操控之人體工學等)

3 主要架構圖 車體主要架構圖

4 光電感測器電路(1/5) 主要功能：使用於感測PVC黑色膠帶區域 設計要點： 當光電感測電路遇到PVC黑色膠帶，則不導通；反之則導通
需連接繼電器以驅動馬達

5 光電感測器電路(2/5) 紅框內為總電源 綠框內為光電感測 器電路 注意電源為3V (需要兩顆1.5V電池 串聯)
此光電感測器具有 一LED (光源發射端)與一光電晶體 (光源接收端)，若LED發射的光線碰到光反射物體，光電晶體即接受反射回來的光，使其導通；反之若LED發射的光線碰到光吸收物體，光電晶體將接受不到反射回來的光，使其截止 注意須加51Ω限流電阻，以防光電感測器燒毀

6 光電感測器電路(3/5) 藍框部分為繼電 器驅動電路 Vo1與Vo2兩點上 的電流經過9013 電晶體放大，以 驅動繼電器線圈動作

7 光電感測器電路(4/5) 整體電路說明 兩組光電感測器 各自感測前方的 物體是否為反光 物體──假如是 反光物體，則驅動繼電器動作；反之繼電器則不動作

8 光電感測器電路(5/5) 光電感測電路圖(由大會提供)

9 馬達驅動電路(1/4) 主要功能：使用於控制車體移動方向 設計要點： 馬達需具備有減速之機制，以便在關閉馬達電源時可以快速停止馬達

10 馬達驅動電路(2/4) 紅框內為總電源 綠框內為馬達驅動電路 注意電源為3V (需要 兩顆1.5V電池串聯)
請讓兩個馬達 使用各自的獨立 電源，若不用獨 力電源，則前一級的光感測器將因壓降影響造成感測不靈敏或誤動作(試題中有提醒，請仔細閱讀試題) 綠框內為馬達驅動電路 當繼電器打開時，常開接點將導通，使馬達轉動

11 馬達驅動電路(3/4) 藍框內為馬達煞車 電路 當繼電器關閉時， 常閉接點將導通， 令馬達的兩端線圈 短路，強制釋放馬達內部電能，以加快馬達停止轉動的速度

12 馬達驅動電路(4/4) 整體電路說明 兩顆馬達各自連接 上一常開接點與一 常閉接點
繼電器打開時，將 使常開接點導通、 常閉接點截止，促使馬達轉動 繼電器關閉時，將使常開接點截止、常閉接點導通，促使馬達停止轉動並煞車 再強調一次，兩個馬達驅動電路請使用獨立電源驅動，以免上一級光感測器感測不靈敏或誤動作

13 光敏電阻感測電路(1/5) 主要功能：使用於夜間警示 設計要點：
當周圍環境亮度充足時，LED不會發光，以節省能源；當周圍環境亮度不夠時，LED將會發光，以警告路上的行人這邊有人

14 光敏電阻感測電路(2/5) 紅框內為總電源 綠框內為CDS(光敏電 阻)與4.7kΩ電組構成 的分壓電路
注意電源為3V(需要兩顆 1.5V電池串聯) 綠框內為CDS(光敏電 阻)與4.7kΩ電組構成 的分壓電路 當光線明亮時，CDS阻抗 低，使得Vo點電壓變低 當光線昏暗時，CDS阻抗高，使得Vo點電壓變高

15 光敏電阻感測電路(3/5) 藍框內為電子開關 電路 褐色框內為LED發光電路
9013電晶體構成電子 開關電路，當Vo點電 壓大於整個電路的驅 動電壓時，電晶體將 導通使LED將發光； 反之則LED不發光 褐色框內為LED發光電路 注意記得加上限流電阻

16 光敏電阻感測電路(4/5) 整體電路說明 CDS的電阻值隨著環 境亮度的改變而跟著 改變，進而影響Vo點 的電壓值
當Vo電壓大到使9013 電晶體導通時，將使LED發光；反之則LED不發光

17 光敏電阻感測電路(5/5) 光敏電阻感測電路圖(由大會提供)

18 音樂IC電路(1/5) 主要功能：使用於發聲 設計要點： 能透過多個開關(三個以上)，讓音樂IC發出多種聲音

19 音樂IC電路(2/5) 紅框內為總電源 綠框內為音樂IC 的電路圖 注意電源為3V (需要兩顆1.5V 電池串聯)
接腳5~13為LOW動作的輸入端，將不 同的接腳接地會使音樂IC的輸出端輸出不同的音效

20 音樂IC電路(3/5) 藍框內為喇叭 驅動電路 接腳3為輸出端 20KΩ的電阻為 限流電阻

21 音樂IC電路(4/5) 整體電路說明 M09CA音效IC， 利用輸入端 (接腳5~13)控制 IC輸出端 (接腳3)輸出的 音效，注意輸入端為LOW動作 輸出端接至一達靈頓電晶體，以驅動喇叭發聲

22 音樂IC電路(5/5) 音樂IC電路圖(由大會提供)

23 電晶體接腳圖 電晶體：KN222(C9013)接腳圖(由大會提供)

24 微動開關接腳圖 微動開關接腳圖(由大會提供)

25 繼電器接腳圖 Relay：TAKAMISAWA(RY5W-K)接腳圖(由大會提供)

26 光電感測器接腳圖 光感測器：CNY70接腳圖(由大會提供)

27 成品範例影片─機構、順向導航

28 成品範例影片─反向導航

29 END 若是您還有需要進一步說明之處，請至活動網站發帖提問，活動小組會邀請師大教授回覆。
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