智能小车实践教程
前言
先前做了一个外包app关于google的blockly二次开发,文见Android 基于Android blockly和蓝牙通信的机器人编程APP,于是乎对于硬件方面也产生了一些兴趣,自己实现了软件,但是硬件还不太懂,于是乎开始学习研究一下硬件方面的知识,也打算自己做一个智能小车。
如果你也是个软件开发者,也希望自己多少能懂一点硬件知识,软硬兼修的话,可以跟着我一起也来制作一个智能小车。期间会遇到很多硬件相关的术语或者专有名词,优秀的你,肯定会不懂就查不懂就学的,这是最重要的过程。
先上图
需要实现的功能
1、蓝牙控制小车的行进
2、小车的速度可调
3、超声波避障
4、循迹
准备硬件材料
我这里花了点时间把之前的采购清单整理了一下,我当时找了很多家店,那家的比较便宜,分享给大家,不是打广告,只是为了让大家省点钱。(当时前后购买了好几次,运费给了不少,这里大家可以一次性买清)
1、红外循迹传感器 4个 [https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=43751274135&_u=aldqfnla542]
2、BLE蓝牙hc-08(带引脚)[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=36426439097&_u=aldqfnl3d00]
3、arduino uno [https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=525462013769&_u=aldqfnl5f3a]
4、智能小车底盘及其轮子 [https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=43735291557&_u=aldqfnl41dc]
5、L298n电机驱动模块[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=521709080904&_u=aldqfnl6aaa]
6、超声波测距模块[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=555002408091&_u=aldqfnlb0d6]
7、杜邦线 10cm 20cm 30cm 和 母对母 母对公 公对公 每样一排40根 [https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=546979596255&_u=aldqfnla016]
8、18950电池盒[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=521746780501&_u=aldqfnl8b94]
9、铜柱 各类长短 带头的 不带头的 都来个10根吧[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=558741728111&_u=aldqfnl0dc7]
10、螺丝 螺帽 若干 多数是3mm的 其他的也可以买点 15根+吧[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=521771839187&_u=aldqfnl2beb]
11、螺丝刀[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=521703689593&_u=aldqfnlead1]
12、mini面包板[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=521761502825&_u=aldqfnl6f02]
13、黑色电工胶带[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=521702965521&_u=aldqfnle13c]
14、sg90舵机[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=43792233123&_u=aldqfnl3bf5]
15、hr-sr04超声波模块支架[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=521750109177&_u=aldqfnlf46b]
16、小电钻(可选)[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.5b4e2e8dE025fh&id=521708346105&_u=aldqfnlac59]
17、充电电池18650 3.7v 2只(我这里是神火,较贵,可买其他的 注意:3.7v的 普通超市是没有的,不是一般的7号或者5号电池 )[https://item.jd.com/5171888.html]
18、充电器[https://item.jd.com/4284307.html]
组装小车
成型图:(多图预警!!!)
1、首先按照小车的说明书把小车的马达和轮子都依次装上去,如图
2、然后把买来的杜邦线,可以直接拔掉接头,露出线
3、然后接线,左边两排的马达会有连接,右边两排的马达会有连接。注意,这里我们先按照如图所示的方法接线。
4、第一层底盘底部装上3个循迹用的红外传感器,依次排列,9根线
装上之后,第一层底盘的东西就装的差不多了
如图
5、第二层底盘上部,装上电池盒
6、第二层底盘上部,装上舵机。这里使用到了,舵机支架和舵机,有点不太好装,耐心一点
7、把两层底盘合并起来,OK,大功告成!!!!鼓掌👏
最终如图
ps: 这样一次性装好,可以避免多次的拆装底盘(我就是拆了好多次,好费神)
小车启动
小车装好了,激动了一会儿,但是还不能动,现在就要让它能跑起来
跑起来的话,我们需要使用:电机驱动、电池、arduino的板子
先简单介绍一下电机驱动:
- 电机1接口 out1 out2 和 电机2接口out3 out4用于和马达的交互,原理就是,给马达的高低电平的不同,使得马达往前转动还是往后转动
- 供电正极:可接受5-12v的电压,和电池盒接在一起,两个3.7v的电池7.4伏,够用
- 地线:和电池盒的地线、arduino的地线连在一起
- 5v:连接arduino的电源线
- ENA、ENB:调速用的,默认情况下,有个盖子,盖起来的,相当于直接连接,满压5v就代表全速。后面会接arduino的pwm接口,来调速
-In1~4: 接在arduino上
接入如图:
1、把马达对应的 4个线接入到电机的out1 out2 out3 out4口,
注意对照一下前面接线的颜色,顺序暂时可是弄成跟我的一样(因为后面arduino的代码里面要一致)
2、连接电池盒与电机(一般我们认为 红色是电源、黑色为地线),连接arduino与电机
3、连接电机的in1-4口和arduino的19、18、17、16(有人问是哪里,A0~A5其实分别对应的是14-19)
连接好,装上电池,接下来解释,写arduino的程序了
1、去官网下载编译器
2、通过电源接口连接到电脑
连接成功之后就有自己板子的信息了,如果没有的话,去网上查一下,下载对应操作系统的arduino的驱动就好
3、代码
这里我们就简单的让小车 循环前后左右动。
#include <Servo.h>
//定义五中运动状态
#define STOP 0
#define FORWARD 1
#define BACKWARD 2
#define TURNLEFT 3
#define TURNRIGHT 4
//定义需要用到的引脚
int leftMotor1 = 16;
int leftMotor2 = 17;
int rightMotor1 = 18;
int rightMotor2 = 19;void setup() {// put your setup code here, to run once://设置控制电机的引脚为输出状态pinMode(leftMotor1, OUTPUT);pinMode(leftMotor2, OUTPUT);pinMode(rightMotor1, OUTPUT);pinMode(rightMotor2, OUTPUT);
}void loop() {// put your main code here, to run repeatedly:int cmd;for(cmd=0;cmd<5;cmd++)//依次执行向前、向后、向左、想有、停止四个运动状态{motorRun(cmd); delay(2000);//每个命令执行2s }
}
//运动控制函数
void motorRun(int cmd)
{switch(cmd){case FORWARD:digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);break;case BACKWARD:digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);break;case TURNLEFT:digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);break;case TURNRIGHT:digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);break;default:digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, LOW);}
}
OK,不出意外的话,你的小车也可以动起来啦!!!!鼓掌👏
代码解析:
case FORWARD:digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);break;
可以看到 前进的时候,我们把引脚leftMotor1设置为了低电压,leftMotor2设置为了高电压
有人会问为啥 从图上看,为啥两个马达的 高低电压 不同,却是相同的方向。那是因为,这两个马达 是这样放的。
如果是你把后面那个摆成跟前面那个一样,后面的下上就变成了上下,其实上下的高低电压就一致了。所以,前后轮的转动方向就一致了(这里根据我们的接线方法 我们是前进,如果说接线方法不同或者接反了,可以把代码里面的LOW和HIGH进行互换)
转弯:
我们这里的行为方式是跟坦克类似的,因为我们没有转向轮。
如果想要左转,就是左边轮子向后,右边轮子向前。这样的话会是,原地的左转;如果想要,向左转弯,保持前进的话,就应该是,左边保持低速前进,右边保持高速前进;如果想要调整原地转动的速率和转幅,可以调整左轮的速度和右轮的速度差值来实现。后面的蓝牙小车调速会讲到。
右转也是同理。
蓝牙小车
接线方法:
TX:接Arduino UNO开发板”RX”引脚
RX:接Arduino UNO开发板”TX”引脚
GND:接Arduino UNO开发板”GND”引脚
VCC:接Arduino UNO开发板”5V”或”3.3V”引脚
这里,我们使用到了调速功能,因为前面说到我们如果想要前进转弯,就需要设置左右两排轮子不同的速度来实现。这里需要电机驱动接入ENA ENB的引脚接口到arduino的PWM接口(arduino上面的引脚号码前有~的就是PWM接口,这里我们使用5、6)。
写入代码注意!:
我们这里如果接入了蓝牙的RXD、TXD的时候,如果想要连接arduino和电脑进行代码写入,是不行的。因为,如果蓝牙占用了RXD和TXD,没有办法写入了。拔掉一个,然后就可以了。
代码:
#include <Servo.h>//定义五中运动状态
String STOP = "D105FFFF";String UP = "D101FFFF";
String DOWN = "D102FFFF";
String LEFT = "D103FFFF";
String RIGHT = "D104FFFF";String LEFT_UP = "D111FFFF";
String LEFT_DOWN = "D112FFFF";
String RIGHT_UP = "D113FFFF";
String RIGHT_DOWN = "D114FFFF";//定义需要用到的引脚
int leftMotor1 = 16;
int leftMotor2 = 17;
int rightMotor1 = 18;
int rightMotor2 = 19;int leftPWM = 5;
int rightPWM = 6;int inputPin = 7; // 定义超声波信号接收接口
int outputPin = 8; // 定义超声波信号发出接口String comdata = "";void setup() {// put your setup code here, to run once:Serial.begin(9600);//设置控制电机的引脚为输出状态pinMode(leftMotor1, OUTPUT);pinMode(leftMotor2, OUTPUT);pinMode(rightMotor1, OUTPUT);pinMode(rightMotor2, OUTPUT);//超声波控制引脚初始化pinMode(inputPin, INPUT);pinMode(outputPin, OUTPUT);//调速pinMode(leftPWM, OUTPUT);pinMode(rightPWM, OUTPUT);
}void loop() {while (Serial.available() > 0){int i = Serial.read();char c = char(i);comdata += c; //每次读一个char字符,并相加delay(2);}if (comdata.length() > 0) {Serial.println(comdata); //打印接收到的字符motorRun(comdata, 250);comdata = "";}
}//运动控制函数
void motorRun(String cmd, int value)
{analogWrite(leftPWM, value); //设置PWM输出,即设置速度analogWrite(rightPWM, value);if (cmd == UP) {Serial.println("UP");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);} else if (cmd == DOWN) {Serial.println("DOWN");digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);} else if (cmd == LEFT) {Serial.println("left");analogWrite(leftPWM, value - 90); //设置PWM输出,即设置速度analogWrite(rightPWM, value - 70);digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);} else if (cmd == RIGHT) {Serial.println("right");analogWrite(leftPWM, value - 70); //设置PWM输出,即设置速度analogWrite(rightPWM, value - 90);digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);} else if (cmd == LEFT_UP) {analogWrite(leftPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度Serial.println("LEFT_UP");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);} else if (cmd == LEFT_DOWN) {Serial.println("LEFT_DOWN");analogWrite(leftPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);} else if (cmd == RIGHT_UP) {analogWrite(rightPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度Serial.println("RIGHT_UP");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);} else if (cmd == RIGHT_DOWN) {analogWrite(rightPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度Serial.println("RIGHT_DOWN");digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);} else {Serial.println("stop");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, LOW);}
}
代码解析:
- 这里我们为了可以直接使用我自己的app,所以把指令直接定义为了和我app里面一样的。APP下载地址
- 一共有9个指令,这里的app里面对于小车行进做了两种操作。一种是上下左右停,一种是摇杆(其实就是 上下左右 左上 右上 左下 右下)。如图:
analogWrite(leftPWM, value); //设置PWM输出,即设置速度analogWrite(rightPWM, value);
是左右两边轮子的调速代码
-
默认我们的对于PWM写入的最大速度值为255,按道理区间为1-255,但是,经过测试发现(根据不同电池情况),如果低于一定值的,就带不动马达转动了(我这里大约是100左右,如果电池没电了可能最小值更高)
-
原地左转
} else if (cmd == LEFT) {Serial.println("left");analogWrite(leftPWM, value - 90); //设置PWM输出,即设置速度analogWrite(rightPWM, value - 70);digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);
这里我的左转,我不想让它原地的转动的转幅太大,所以我调小了两边的转速
- 左前
} else if (cmd == LEFT_UP) {analogWrite(leftPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度Serial.println("LEFT_UP");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);
这里,你会发现“左前”,其实代码是在“前进”的代码基础上加了一句调速代码,如我们先前所说,我们要保持前进的同时转弯,就需要向前,并且减速左边的轮子,就可以实现了。
ok,写入了代码,接好RX TX线,装上电池,就可以运行了。蓝牙的蓝色的灯也会亮起来。
这时候,可以使用下载好的app来连接蓝牙小车了。连接成功之后,就可以通过控制界面的两种控制方式来控制我们的小车啦!!!不出意外的话,鼓掌👏!!
超声波避障
超神波避障的主要原理:
利用超声波测距传感器测量小车与障碍之间的距离,小于一定值的时候就停下,然后利用舵机来改变超声波传感器的方向继续测距,如果哪边没有障碍,就往哪边转向来避开障碍,然后再前进。
我们这里需要用到的就是舵机和超声波传感器(及其支架)。舵机,之前装底盘的时候就装上去了,如果那时候没有装的话,现在要装的话就比较困难了。
插线:
- 超声波有4个引脚,vcc、trig、echo、gnd,vcc和gnd插到arduino上,但是,现在来看,arduino上面已经没有足够的 vcc和gnd的引脚口了,所以,我们要利用 mini面包板来 扩展一些。
扩展原理:
这样连接的话,一竖排都是相当于是vcc或者gnd线的接口。
-
trig和echo分别接到arduino的“8、7”号引脚上面(“Trig”引脚控制超声波发出声波,对应int outputPin=8; “Echo”引脚反应接收到返回声波,对应int inputPin=7;)。大致原理就是 发送一个超声波,然后接受一个超声波,然后通过时间来算得距离
-
舵机一般为三根线:灰色——GND,红色——VCC,橙色——控制信号。因此我们将灰色色线接到GND,红色线接到“+5V”引脚,橙色线接到“9”号引脚
代码:
#include <Servo.h>//定义五中运动状态
String STOP = "D105FFFF";String UP = "D101FFFF";
String DOWN = "D102FFFF";
String LEFT = "D103FFFF";
String RIGHT = "D104FFFF";String LEFT_UP = "D111FFFF";
String LEFT_DOWN = "D112FFFF";
String RIGHT_UP = "D113FFFF";
String RIGHT_DOWN = "D114FFFF";#define BIZHANG_START "D301FFFF"
#define BIZHANG_END "D302FFFF"#define PIN_SERVO 9 //舵机信号控制引脚//定义需要用到的引脚
int leftMotor1 = 16;
int leftMotor2 = 17;
int rightMotor1 = 18;
int rightMotor2 = 19;int leftPWM = 5;
int rightPWM = 6;int inputPin = 7; // 定义超声波信号接收接口
int outputPin = 8; // 定义超声波信号发出接口Servo myServo; //舵机String lastCmd;String comdata = "";void setup() {// put your setup code here, to run once:Serial.begin(9600);//舵机引脚初始化myServo.attach(PIN_SERVO);//设置控制电机的引脚为输出状态pinMode(leftMotor1, OUTPUT);pinMode(leftMotor2, OUTPUT);pinMode(rightMotor1, OUTPUT);pinMode(rightMotor2, OUTPUT);//超声波控制引脚初始化pinMode(inputPin, INPUT);pinMode(outputPin, OUTPUT);//调速pinMode(leftPWM, OUTPUT);pinMode(rightPWM, OUTPUT);
}void loop() {while (Serial.available() > 0){int i = Serial.read();char c = char(i);comdata += c; //每次读一个char字符,并相加delay(2);}if (comdata.length() > 0) {Serial.println(comdata); //打印接收到的字符if (comdata == BIZHANG_START) {avoidance();} else if (comdata == BIZHANG_END) {motorRun(STOP, 250);} else {motorRun(comdata, 250);}lastCmd = comdata;comdata = "";} else {if (lastCmd == BIZHANG_START) {Serial.println("现在是 避障");avoidance();}}
}void avoidance()
{int pos;int dis[3];//距离motorRun(UP, 255);myServo.write(90);dis[1] = getDistance(); //中间Serial.println("mid dis:" + dis[1]);if (dis[1] < 30){motorRun(DOWN,255);delay(300); motorRun(STOP, 0);for (pos = 90; pos <= 150; pos += 1){myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'delay(10); // waits 15ms for the servo to reach the position}dis[2] = getDistance(); //左边Serial.println("left dis:" + dis[2]);for (pos = 150; pos >= 30; pos -= 1){myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'delay(10); // waits 15ms for the servo to reach the positionif (pos == 90)dis[1] = getDistance(); //中间Serial.println("mid dis:" + dis[1]);}dis[0] = getDistance(); //右边Serial.println("right dis:" + dis[0]);for (pos = 30; pos <= 90; pos += 1){myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'delay(10); // waits 15ms for the servo to reach the position}if (dis[0] < dis[2]) //右边距离障碍的距离比左边近{//左转motorRun(LEFT, 250);delay(500);}else //右边距离障碍的距离比左边远{//右转motorRun(RIGHT, 250);delay(500);}}
}int getDistance()
{digitalWrite(outputPin, LOW); // 使发出发出超声波信号接口低电平2μsdelayMicroseconds(2);digitalWrite(outputPin, HIGH); // 使发出发出超声波信号接口高电平10μs,这里是至少10μsdelayMicroseconds(10);digitalWrite(outputPin, LOW); // 保持发出超声波信号接口低电平int distance = pulseIn(inputPin, HIGH); // 读出脉冲时间distance = distance / 58; // 将脉冲时间转化为距离(单位:厘米)Serial.println("distance:" + distance); //输出距离值if (distance >= 50){//如果距离小于50厘米返回数据return 50;}//如果距离小于50厘米elsereturn distance;
}//运动控制函数
void motorRun(String cmd, int value)
{analogWrite(leftPWM, value); //设置PWM输出,即设置速度analogWrite(rightPWM, value);if (cmd == UP) {Serial.println("UP");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);} else if (cmd == DOWN) {Serial.println("DOWN");digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);} else if (cmd == LEFT) {Serial.println("left");analogWrite(leftPWM, value - 90); //设置PWM输出,即设置速度analogWrite(rightPWM, value - 70);digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);} else if (cmd == RIGHT) {Serial.println("right");analogWrite(leftPWM, value - 70); //设置PWM输出,即设置速度analogWrite(rightPWM, value - 90);digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);} else if (cmd == LEFT_UP) {analogWrite(leftPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度Serial.println("LEFT_UP");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);} else if (cmd == LEFT_DOWN) {Serial.println("LEFT_DOWN");analogWrite(leftPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);} else if (cmd == RIGHT_UP) {analogWrite(rightPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度Serial.println("RIGHT_UP");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);} else if (cmd == RIGHT_DOWN) {analogWrite(rightPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度Serial.println("RIGHT_DOWN");digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW); digitalWrite(rightMotor2, HIGH);} else {Serial.println("stop");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, LOW);}
}
代码解析:
超声波:
- 采用Trig引脚触发,给至少10us的高电平脉冲信号
- 模块自动发送8个40kHz的方波,自动检测是否有信号返回
- 有信号返回,通过Echo引脚输出一个高电平脉冲,高电平脉冲持续的时间就是超声波从发射到反射返回的时间。距离=(高电平脉冲时间*340)/2。(声音在空气中传播速度为340m/s)
超声波发出引脚“Trig”为高时对外发出超声波,为保证发出10μs声波,因此在发送之前需要将该引脚拉低,并给他一定反应时间。
digitalWrite(outputPin, LOW); // 使发出发出超声波信号接口低电平2μs
delayMicroseconds(2);
之后发送10μs超声波
digitalWrite(outputPin, HIGH); // 使发出发出超声波信号接口高电平10μs,这里是至少10μs
声波发送之后禁止其继续发送,同时开始检测是否反射回来的声波
digitalWrite(outputPin, LOW); // 保持发出超声波信号接口低电平int distance = pulseIn(inputPin, HIGH); // 读出脉冲时间
pulseIn()单位为微秒,声速344m/s,所以距离cm=344100/1000000pulseIn()/2约等于pulseIn()/58.0
distance= distance/58; // 将脉冲时间转化为距离(单位:厘米)
超声波模块工作受物体表面反射程度影响,并且在传播过程中信号强度容易衰减,因此该模块适用的检测距离有限,一般在50cm以内相对正确,而且我们在避障时不需要检测太远的距离,因此超过50cm以上的都按50cm计算
舵机:
dis[1] = getDistance(); //中间Serial.println("mid dis:" + dis[1]);if (dis[1] < 30){motorRun(DOWN,255);delay(300); motorRun(STOP, 0);for (pos = 90; pos <= 150; pos += 1){myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'delay(10); // waits 15ms for the servo to reach the position}dis[2] = getDistance(); //左边Serial.println("left dis:" + dis[2]);for (pos = 150; pos >= 30; pos -= 1){myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'delay(10); // waits 15ms for the servo to reach the positionif (pos == 90)dis[1] = getDistance(); //中间Serial.println("mid dis:" + dis[1]);}dis[0] = getDistance(); //右边Serial.println("right dis:" + dis[0]);for (pos = 30; pos <= 90; pos += 1){myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'delay(10); // waits 15ms for the servo to reach the position}if (dis[0] < dis[2]) //右边距离障碍的距离比左边近{//左转motorRun(LEFT, 250);delay(500);}else //右边距离障碍的距离比左边远{//右转motorRun(RIGHT, 250);delay(500);}
先获取中间时候的距离,小于30之后停下。向左边转60度左右,然后到达最左边的时候,获取左边的距离,然后转动到中间获取中间的距离,然后转动到右边,获取右边的距离。
比较左右边距离,哪边长小车就往哪边 转动,然后继续向前。
ok,如果线接好了、代码录入了,装上电池就可以使用app的避障,“开始”和“结束”按钮,来运行了。
不出意外,你的小车就有了简单的避障功能了。故障👏!!!
ps:利用超声波避障,总会有些不太精准的情况,比如障碍不是一个较为平整的能够被很好测算距离的情况。总之,我们追求的是过程,过程最重要嘛。
循迹
循迹的话由于循迹算法比较粗糙,有时候会有一些小问题,比如冲出黑线区域等。所以这里,简单的介绍一下。
上一下所有的代码
#include <Servo.h>//定义五中运动状态
String STOP = "D105FFFF";String UP = "D101FFFF";
String DOWN = "D102FFFF";
String LEFT = "D103FFFF";
String RIGHT = "D104FFFF";String LEFT_UP = "D111FFFF";
String LEFT_DOWN = "D112FFFF";
String RIGHT_UP = "D113FFFF";
String RIGHT_DOWN = "D114FFFF";#define BIZHANG_START "D301FFFF"
#define BIZHANG_END "D302FFFF"
#define XUNJI_START "D201FFFF"
#define XUNJI_END "D202FFFF"#define PIN_SERVO 9 //舵机信号控制引脚//定义需要用到的引脚
int leftMotor1 = 16;
int leftMotor2 = 17;
int rightMotor1 = 18;
int rightMotor2 = 19;int follow1 = 10;
int follow2 = 11;
int follow3 = 12;int leftPWM = 5;
int rightPWM = 6;int inputPin = 7; // 定义超声波信号接收接口
int outputPin = 8; // 定义超声波信号发出接口int xunjiSpeed = 170;Servo myServo; //舵机String lastCmd;String comdata = "";void setup() {// put your setup code here, to run once:Serial.begin(9600);//舵机引脚初始化myServo.attach(PIN_SERVO);//设置控制电机的引脚为输出状态pinMode(leftMotor1, OUTPUT);pinMode(leftMotor2, OUTPUT);pinMode(rightMotor1, OUTPUT);pinMode(rightMotor2, OUTPUT);//超声波控制引脚初始化pinMode(inputPin, INPUT);pinMode(outputPin, OUTPUT);//调速pinMode(leftPWM, OUTPUT);pinMode(rightPWM, OUTPUT);//寻迹模块引脚初始化pinMode(follow1, INPUT);pinMode(follow2, INPUT);pinMode(follow3, INPUT);
}void loop() {while (Serial.available() > 0){int i = Serial.read();char c = char(i);comdata += c; //每次读一个char字符,并相加delay(2);}if (comdata.length() > 0) {Serial.println(comdata); //打印接收到的字符if (comdata == XUNJI_START) {follow();} else if (comdata == XUNJI_END) {motorRun(STOP, 250);} else if (comdata == BIZHANG_START) {avoidance();} else if (comdata == BIZHANG_END) {motorRun(STOP, 250);} else {motorRun(comdata, 250);}lastCmd = comdata;comdata = "";} else {if (lastCmd == XUNJI_START) {Serial.println("现在是 循迹");follow();} else if (lastCmd == BIZHANG_START) {Serial.println("现在是 避障");avoidance();}}
}void follow()
{int data[3];data[0] = digitalRead(follow1);data[1] = digitalRead(follow2);data[2] = digitalRead(follow3);//data[x] == 0的时候说明检测到了 黑线if (data[0] && data[1] && data[2])//3个都检测到黑线说明 走到了T字 停止{Serial.println("我stop了现在-");motorRun(STOP, 0);} else if (!data[0] && data[1] && !data[2] ) { //中间监测到黑线 就直线Serial.println("我UP了现在-");motorRun(UP, 100);} else if (data[0] && !data[1] && !data[2] ) {
Serial.println("我LEFT了现在-"); motorRun(LEFT, 180);} else if (!data[0] && !data[1] && data[2]) {Serial.println("我RIGHT了现在-");motorRun(RIGHT, 180);} else {motorRun(UP, 100);Serial.println("不知道干啥-");}Serial.println("00:" + data[0]);Serial.println("---");Serial.println("11:" + data[1]);Serial.println("---");Serial.println("22:" + data[2]);
}void avoidance()
{int pos;int dis[3];//距离motorRun(UP, xunjiSpeed);myServo.write(90);dis[1] = getDistance(); //中间Serial.println("mid dis:" + dis[1]);if (dis[1] < 30){motorRun(DOWN,255);delay(300);motorRun(STOP, 0);for (pos = 90; pos <= 150; pos += 1){myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'delay(10); // waits 15ms for the servo to reach the position}dis[2] = getDistance(); //左边Serial.println("left dis:" + dis[2]);for (pos = 150; pos >= 30; pos -= 1){myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'delay(10); // waits 15ms for the servo to reach the positionif (pos == 90)dis[1] = getDistance(); //中间Serial.println("mid dis:" + dis[1]);}dis[0] = getDistance(); //右边Serial.println("right dis:" + dis[0]);for (pos = 30; pos <= 90; pos += 1){myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'delay(10); // waits 15ms for the servo to reach the position}if (dis[0] < dis[2]) //右边距离障碍的距离比左边近{//左转motorRun(LEFT, 250);delay(500);}else //右边距离障碍的距离比左边远{//右转motorRun(RIGHT, 250);delay(500);}}
}int getDistance()
{digitalWrite(outputPin, LOW); // 使发出发出超声波信号接口低电平2μsdelayMicroseconds(2);digitalWrite(outputPin, HIGH); // 使发出发出超声波信号接口高电平10μs,这里是至少10μsdelayMicroseconds(10);digitalWrite(outputPin, LOW); // 保持发出超声波信号接口低电平int distance = pulseIn(inputPin, HIGH); // 读出脉冲时间distance = distance / 58; // 将脉冲时间转化为距离(单位:厘米)Serial.println("distance:" + distance); //输出距离值if (distance >= 50){//如果距离小于50厘米返回数据return 50;}//如果距离小于50厘米elsereturn distance;
}//运动控制函数
void motorRun(String cmd, int value)
{analogWrite(leftPWM, value); //设置PWM输出,即设置速度analogWrite(rightPWM, value);if (cmd == UP) {Serial.println("UP");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);} else if (cmd == DOWN) {Serial.println("DOWN");digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);} else if (cmd == LEFT) {Serial.println("left");analogWrite(leftPWM, value - 90); //设置PWM输出,即设置速度analogWrite(rightPWM, value - 70);digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);} else if (cmd == RIGHT) {Serial.println("right");analogWrite(leftPWM, value - 70); //设置PWM输出,即设置速度analogWrite(rightPWM, value - 90);digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);} else if (cmd == LEFT_UP) {analogWrite(leftPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度Serial.println("LEFT_UP");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);} else if (cmd == LEFT_DOWN) {Serial.println("LEFT_DOWN");analogWrite(leftPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);} else if (cmd == RIGHT_UP) {analogWrite(rightPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度Serial.println("RIGHT_UP");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, HIGH);digitalWrite(rightMotor1, HIGH);digitalWrite(rightMotor2, LOW);} else if (cmd == RIGHT_DOWN) {analogWrite(rightPWM, value - 150); //设置PWM输出,即设置速度Serial.println("RIGHT_DOWN");digitalWrite(leftMotor1, HIGH);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, HIGH);} else {Serial.println("stop");digitalWrite(leftMotor1, LOW);digitalWrite(leftMotor2, LOW);digitalWrite(rightMotor1, LOW);digitalWrite(rightMotor2, LOW);}
}
循迹模块的接线,也比较简单,增加了10,11,12号引脚的接入,和蓝牙控制命令
#define XUNJI_START "D201FFFF"
#define XUNJI_END "D202FFFF"
这里可以看到3个循迹的模块,一共9根线,其中每个模块的一个input线就接到arduino对应的引脚号上面,其余的就是电源和地线,接到面包板上面(面包板之前已经讲过原理,不懂的自己查一下)
最后循迹的线可以自己定一下,反正重点就是个T字
完结
ok! 大功告成 😬
PS:
有些人买的蓝牙型号不一致,只要是BLE就行。
不过如果有些CharacteristicSerial不一致的话,需要修改一下
修改地址
public static final String UUID_SERVICE = “0000ffe0-0000-1000-8000-00805f9b34fb”;
public static final String UUID_INDICATE = “0000000-0000-0000-8000-00805f9b0000”;
public static final String UUID_NOTIFY = “0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb”;
public static final String UUID_WRITE = “0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb”;
public static final String UUID_READ = “3f3e3d3c-3b3a-3938-3736-353433323130”;
里面就有对应的一些特征序列号。如果不知道的话,卖家那里问问,或者手上一些软件可以查看(连上蓝牙,手机上来看特征序列号)
主要就是READ,WRITE,NOTIFY这几个
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2024/3/28 18:26:34 - 广州械字号面膜生产厂家OEM/ODM4项须知!
原标题:广州械字号面膜生产厂家OEM/ODM4项须知!广州械字号面膜生产厂家OEM/ODM流程及注意事项解读: 械字号医用面膜,其实在我国并没有严格的定义,通常我们说的医美面膜指的应该是一种「医用敷料」,也就是说,医用面膜其实算作「医疗器械」的一种,又称「医用冷敷贴」。 …...
2024/3/28 12:42:28 - 械字号医用眼膜缓解用眼过度到底有无作用?
原标题:械字号医用眼膜缓解用眼过度到底有无作用?医用眼膜/械字号眼膜/医用冷敷眼贴 凝胶层为亲水高分子材料,含70%以上的水分。体表皮肤温度传导到本产品的凝胶层,热量被凝胶内水分子吸收,通过水分的蒸发带走大量的热量,可迅速地降低体表皮肤局部温度,减轻局部皮肤的灼…...
2024/3/28 20:09:10 - 配置失败还原请勿关闭计算机,电脑开机屏幕上面显示,配置失败还原更改 请勿关闭计算机 开不了机 这个问题怎么办...
解析如下:1、长按电脑电源键直至关机,然后再按一次电源健重启电脑,按F8健进入安全模式2、安全模式下进入Windows系统桌面后,按住“winR”打开运行窗口,输入“services.msc”打开服务设置3、在服务界面,选中…...
2022/11/19 21:17:18 - 错误使用 reshape要执行 RESHAPE,请勿更改元素数目。
%读入6幅图像(每一幅图像的大小是564*564) f1 imread(WashingtonDC_Band1_564.tif); subplot(3,2,1),imshow(f1); f2 imread(WashingtonDC_Band2_564.tif); subplot(3,2,2),imshow(f2); f3 imread(WashingtonDC_Band3_564.tif); subplot(3,2,3),imsho…...
2022/11/19 21:17:16 - 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机...
win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”问题的解决方法在win7系统关机时如果有升级系统的或者其他需要会直接进入一个 等待界面,在等待界面中我们需要等待操作结束才能关机,虽然这比较麻烦,但是对系统进行配置和升级…...
2022/11/19 21:17:15 - 台式电脑显示配置100%请勿关闭计算机,“准备配置windows 请勿关闭计算机”的解决方法...
有不少用户在重装Win7系统或更新系统后会遇到“准备配置windows,请勿关闭计算机”的提示,要过很久才能进入系统,有的用户甚至几个小时也无法进入,下面就教大家这个问题的解决方法。第一种方法:我们首先在左下角的“开始…...
2022/11/19 21:17:14 - win7 正在配置 请勿关闭计算机,怎么办Win7开机显示正在配置Windows Update请勿关机...
置信有很多用户都跟小编一样遇到过这样的问题,电脑时发现开机屏幕显现“正在配置Windows Update,请勿关机”(如下图所示),而且还需求等大约5分钟才干进入系统。这是怎样回事呢?一切都是正常操作的,为什么开时机呈现“正…...
2022/11/19 21:17:13 - 准备配置windows 请勿关闭计算机 蓝屏,Win7开机总是出现提示“配置Windows请勿关机”...
Win7系统开机启动时总是出现“配置Windows请勿关机”的提示,没过几秒后电脑自动重启,每次开机都这样无法进入系统,此时碰到这种现象的用户就可以使用以下5种方法解决问题。方法一:开机按下F8,在出现的Windows高级启动选…...
2022/11/19 21:17:12 - 准备windows请勿关闭计算机要多久,windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机怎么办...
有不少windows10系统用户反映说碰到这样一个情况,就是电脑提示正在准备windows请勿关闭计算机,碰到这样的问题该怎么解决呢,现在小编就给大家分享一下windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机的具体第一种方法:1、2、依次…...
2022/11/19 21:17:11 - 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”的解决方法...
今天和大家分享一下win7系统重装了Win7旗舰版系统后,每次关机的时候桌面上都会显示一个“配置Windows Update的界面,提示请勿关闭计算机”,每次停留好几分钟才能正常关机,导致什么情况引起的呢?出现配置Windows Update…...
2022/11/19 21:17:10 - 电脑桌面一直是清理请关闭计算机,windows7一直卡在清理 请勿关闭计算机-win7清理请勿关机,win7配置更新35%不动...
只能是等着,别无他法。说是卡着如果你看硬盘灯应该在读写。如果从 Win 10 无法正常回滚,只能是考虑备份数据后重装系统了。解决来方案一:管理员运行cmd:net stop WuAuServcd %windir%ren SoftwareDistribution SDoldnet start WuA…...
2022/11/19 21:17:09 - 计算机配置更新不起,电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?
原标题:电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?win7系统中在开机与关闭的时候总是显示“配置windows update请勿关闭计算机”相信有不少朋友都曾遇到过一次两次还能忍但经常遇到就叫人感到心烦了遇到这种问题怎么办呢?一般的方…...
2022/11/19 21:17:08 - 计算机正在配置无法关机,关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机...
关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!关机提示 windows7 正在配…...
2022/11/19 21:17:05 - 钉钉提示请勿通过开发者调试模式_钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用...
钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用 更新时间:2020-04-20 22:24:19 浏览次数:729次 区域: 南阳 > 卧龙 列举网提醒您:为保障您的权益,请不要提前支付任何费用! 虚拟位置外设器!!轨迹模拟&虚拟位置外设神器 专业用于:钉钉,外勤365,红圈通,企业微信和…...
2022/11/19 21:17:05 - 配置失败还原请勿关闭计算机怎么办,win7系统出现“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”,长时间没反应,无法进入系统的解决方案...
前几天班里有位学生电脑(windows 7系统)出问题了,具体表现是开机时一直停留在“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”这个界面,长时间没反应,无法进入系统。这个问题原来帮其他同学也解决过,网上搜了不少资料&#x…...
2022/11/19 21:17:04 - 一个电脑无法关闭计算机你应该怎么办,电脑显示“清理请勿关闭计算机”怎么办?...
本文为你提供了3个有效解决电脑显示“清理请勿关闭计算机”问题的方法,并在最后教给你1种保护系统安全的好方法,一起来看看!电脑出现“清理请勿关闭计算机”在Windows 7(SP1)和Windows Server 2008 R2 SP1中,添加了1个新功能在“磁…...
2022/11/19 21:17:03 - 请勿关闭计算机还原更改要多久,电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机怎么办...
许多用户在长期不使用电脑的时候,开启电脑发现电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机。。.这要怎么办呢?下面小编就带着大家一起看看吧!如果能够正常进入系统,建议您暂时移…...
2022/11/19 21:17:02 - 还原更改请勿关闭计算机 要多久,配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以...
配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机&#x…...
2022/11/19 21:17:01 - 电脑配置中请勿关闭计算机怎么办,准备配置windows请勿关闭计算机一直显示怎么办【图解】...
不知道大家有没有遇到过这样的一个问题,就是我们的win7系统在关机的时候,总是喜欢显示“准备配置windows,请勿关机”这样的一个页面,没有什么大碍,但是如果一直等着的话就要两个小时甚至更久都关不了机,非常…...
2022/11/19 21:17:00 - 正在准备配置请勿关闭计算机,正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了解决教程...
当电脑出现正在准备配置windows请勿关闭计算机时,一般是您正对windows进行升级,但是这个要是长时间没有反应,我们不能再傻等下去了。可能是电脑出了别的问题了,来看看教程的说法。正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了方法一…...
2022/11/19 21:16:59 - 配置失败还原请勿关闭计算机,配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机...
我们使用电脑的过程中有时会遇到这种情况,当我们打开电脑之后,发现一直停留在一个界面:“配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机”,等了许久还是无法进入系统。如果我们遇到此类问题应该如何解决呢࿰…...
2022/11/19 21:16:58 - 如何在iPhone上关闭“请勿打扰”
Apple’s “Do Not Disturb While Driving” is a potentially lifesaving iPhone feature, but it doesn’t always turn on automatically at the appropriate time. For example, you might be a passenger in a moving car, but your iPhone may think you’re the one dri…...
2022/11/19 21:16:57