Arduino智能小车设计(五)

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2020年12月21日 09时11分

提前说说

 

五一小长假的最后一天,正式开始设计篇章。有种无从下笔的感觉,担心自己的博客可能会误导别人或者没有表达清楚自己的意思。所以认真观看博客的朋友如果发现有哪些地方不对劲的,欢迎与我讨论,也顺便让我不断不断修改。

 

接下来,就开始软件设计了。

 

寻线功能设计

 

示例代码:

 

//Motor A
int STBY = 11; //控制电机驱动状态引脚
int PWMA = 3; //A电机速度控制
int AIN1 = 23; //A电机方向
int AIN2 = 22; 
//Motor B
int PWMB = 5; //与上述A做对应即可
int BIN1 = 25; 
int BIN2 = 24; 
const int buttonpin1=9;    //控制红外寻迹模块1
const int buttonpin2=10;  //控制红外寻迹模块2

int leftval;   //左侧红外寻迹所测电平
int rightval;  //右侧~
void setup(){
  pinMode(STBY, OUTPUT);
  pinMode(PWMA, OUTPUT);
  pinMode(AIN1, OUTPUT);
  pinMode(AIN2, OUTPUT);
  pinMode(PWMB, OUTPUT);
  pinMode(BIN1, OUTPUT);
  pinMode(BIN2, OUTPUT);
  pinMode(buttonpin1,INPUT); 
  pinMode(buttonpin2,INPUT);
  Serial.begin(9600);  //串口输入信号9600
}
void loop(){
  leftval=digitalRead(buttonpin1);
  rightval=digitalRead(buttonpin2);
  if(leftval==HIGH&&rightval==HIGH)   //如果两侧都为高电平,则小车前进
  {
    move(2,128,1);
    move(1,128,1);
  }
  else{
      if(leftval==LOW&&rightval==HIGH)  //如果左高右低,小车向右转
    {
      move(2,0,1);
      move(1,0,1);
      delay(500);
      move(2,110,0);
      move(1,110,1);
      delay(500);
    }
    if(rightval==LOW&&leftval==HIGH)  //如果左低右高,小车向左转
    {
      move(2,0,1);
      move(1,0,1);
      delay(500);
      move(1,110,0);
      move(2,110,1);
      delay(500);
    }
  }
  
}
void move(int motor, int speed, int direction){         //可参考博客Arduino小车设计(三),里面有对此代码较为详细的说明
//Move specific motor at speed and direction
//motor: 0 for B 1 for A
//speed: 0 is off, and 255 is full speed
//direction: 0 clockwise, 1 counter-clockwise
  digitalWrite(STBY, HIGH); //disable standby
  boolean inPin1 = HIGH;
  boolean inPin2 = LOW;
  if(direction == 1){
    inPin1 = LOW;
    inPin2 = HIGH;
  }
  if(motor == 1){
    digitalWrite(AIN1, inPin1);
    digitalWrite(AIN2, inPin2);
    analogWrite(PWMA, speed);
  }else{
    digitalWrite(BIN1, inPin1);
    digitalWrite(BIN2, inPin2);
    analogWrite(PWMB, speed);
  }
}

 

首先,遇到的第一个问题便是寻迹模块的测量的精准度。本来我所想的寻迹模块,应该是检测到白色物体便为高电平,黑色变为低电平,实则不然。寻迹模块对所有物体检测都为高电平,前提是只要寻迹模块离得够近

 

所以,为了顺利避免遇到黑线也是高电平的这种情况发生,我们必须将寻迹模块的高度与地面要保一定的距离,以保证检测到白线是高电平,黑线是低电平

 

小车在寻迹的过程中,在转弯处,会时不时的偏离轨道。

 

这个问题就是最为头痛的,也是最麻烦的。可能口头叙述比较麻烦,所以我决定画出一张图。

 

微信图片_20201212174011

 

粗的黑线就是小车寻迹的轨道,细的黑线姑且当成小车的轮子,箭头是小车前进的方向。如果左侧的寻迹模块检测到黑线,那么小车向左拐,右侧检测到,向右拐。

 

微信图片_20201212174025

 

但是,如果当小车的左轮压到离转弯口比较近的黑线,那么情况就会发生一些改变了。见下图

 

微信图片_20201212174040

 

由于每次转向都会有一次延迟,即给小车转向的时间,所以,在延迟中,寻迹模块是不会工作的。这样就会导致,小车右侧的寻迹模块,在小车左转的延迟中,并没有发挥寻迹模块的作用,右侧的寻迹模块会直接略过黑线。
这下最大的麻烦出现了,小车直接偏离轨道了。

 

在分析完这个问题后,我们立马修改代码,降低了延迟,才有所缓和。

 

我的想法:

 

代码大部分是手写的,当完成第一次代码完成,看着这简短的代码,我当时心想完全没有难度(可能对一些大佬或者悟性好的真的是没有难度)。可是,实践的时候果然给了我沉重的打击。因为我没有考虑到代码和硬件有效的结合。

 

为什么这么说呢,在一开始,我们连一个轮子都驱动不了。测了一下,发现给轮子的速度太小,而且这个轮子还有些卡壳。到后面,电池的电压不足,电源线总是松动滑掉,都让人感觉到麻烦。

确实,不能太小看任何东西,一开始嘛,果然还是得踏踏实实的来啊。

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