全国大学生电子设计竞赛 2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题 B题-点光源跟踪系统

点光源跟踪系统的设计与实现 点光源跟踪系统是一种能够检测并指示点光源位置的电子系统，本系统主要由光敏器件、激光笔和控制电路组成。点光源跟踪系统的设计需要考虑到光源的移动、旋转和亮度变化等因素，以确保系统的自适应性和稳定性。 一、点光源跟踪系统的组成部分 点光源跟踪系统主要由以下几部分组成： 1. 光敏器件：用于检测光照强度的变化，以判断光源的位置。 2. 激光笔：用于指示光源的位置。 3. 控制电路：用于控制激光笔的运动和指示光源的位置。 二、点光源跟踪系统的设计要求 点光源跟踪系统的设计需要满足以下几点要求： 1. 基本要求： * 光源跟踪系统中的指向激光笔可以通过现场设置参数的方法尽快指向点光源。 * 将激光笔光点调偏离点光源中心 30cm 时，激光笔能够尽快指向点光源。 * 在激光笔基本对准光源时，将光源支架沿着圆周缓慢（10~15 秒内）平稳移动 20º（约 60cm），激光笔能够连续跟踪指向 LED 点光源。 2. 发挥部分： * 在激光笔基本对准光源时，将光源支架沿着直线 LM 平稳缓慢（15 秒内）移动 60cm，激光笔能够连续跟踪指向光源。 * 将光源支架旋转一个角度 β（≤20º），激光笔能够迅速指向光源。 * 光源跟踪系统检测光源具有自适应性，改变点光源的亮度时（LED 驱动电流变化±50mA），能够实现发挥部分的内容。 三、点光源跟踪系统的设计实现 点光源跟踪系统的设计实现需要考虑到光敏器件的选择、激光笔的控制和控制电路的设计等方面。 1. 光敏器件的选择：光敏器件的选择需要考虑到光源的强度和距离等因素，以确保系统的灵敏度和稳定性。 2. 激光笔的控制：激光笔的控制需要考虑到光源的移动和旋转等因素，以确保激光笔能够连续跟踪指向光源。 3. 控制电路的设计：控制电路的设计需要考虑到光敏器件的输出信号和激光笔的控制信号，以确保系统的稳定性和自适应性。 四、点光源跟踪系统的应用 点光源跟踪系统有广泛的应用前景，例如： 1. 光电自动化领域：点光源跟踪系统可以应用于光电自动化领域，例如自动跟踪和检测光源的位置。 2. 机器人领域：点光源跟踪系统可以应用于机器人领域，例如机器人的移动和跟踪。 3. 医疗领域：点光源跟踪系统可以应用于医疗领域，例如医疗机器人的跟踪和定位。 点光源跟踪系统是一个复杂的电子系统，其设计需要考虑到多方面的因素，以确保系统的稳定性和自适应性。