Arduino 综合实例之一 _ 避障小车

#Arduino

1. 说明：

此实例实现了通过蓝牙连接小车和手机，在手机端用软件控制小车前进，后退，左／右转向，控制行驶速度。并能让小车自动行驶，躲避障碍。我买的是最便宜的黄色四驱小车，加了一个电机驱动模块（用于控制小车），一个蓝牙模块（用于与手机连接），一个距离传感器（测试前方是否有障碍物），一个舵机（在遇到障碍时，控制距离传感器转动，判断左／右哪边空间更大）。

2. 硬件：

（加起来百十来块钱）

1) 小车硬件

小车（30+），含车架，车轮，电动机等。最便宜的一套 30 块钱左右（四驱），当然也不怎么结实。实验用没什么问题。

2) 电机驱动

电机驱动模块可使用 L298n（5+）或 L293D（8+）。一个 L298N 可驱动两个电机，一个 L293D 可驱动四个电机。我使用的是一个 L298N，控制四个电机（两两串联，也带得动）。不太喜欢 L293D 扩展板，它是 Arduino UNO

R3 的扩展板，是直接插在 Arduino 板上用的，我买的那一块，虽然能接几个舵机，几个直流电机，但是要想再插传感器就比较麻烦了，还有 TX/RX 接蓝牙好像也没引出来。它虽然把 A0-5 以及几个供电引出来，可以焊上针脚使用，但还是麻烦。

3) 传感器和步进电机

在小车上，一般用超声距离传感器（4+）加小舵机（6+）或红外距离传感器 x 2

（2+）用作判断前方是否有障碍物。有的小车正面安装一个超声，左前右前各安一个红外；有的把超声安在一个小舵机上，通过步进电机实现“转头”的功能。超声距离传感器可测到具体的距离，而红外距离传感器则是设定一个阀值，据此判断回传 0 或 1。由于日光里也有红外线，所以在户外会有一定影响，建议使用超声传感器加舵机的方案。

4) 电池和充电器

可使用航模电池加充电器（35+），也可以用电池盒。由于需要提供 Arduino 板和电机驱动的供电，一般使用 6-12V，用电池盒试了一次，电压降得很快，建议购买航模充电电池。

5) Arduino 板

本例中使用了 ArduinoUNO R3 (15+) 和 sensor shieldv5.0 扩展板（6+） Arduino 上一般有一个 3.3V 和一个 5V 供电，三个 GND，外接硬件超过两个，供电就比较难插，这里至少需要一个蓝牙模块，一个距离传感器，一个控制传感器方向的舵机，一个电机驱动模块。扩展板为每个 IO 都配上了 VCC 和 GND；且 sensor

shield v5.0 可直接插在 Arduino UNO R3 上，非常方便。

6) 小车控制

红外遥控接收器（2+）或蓝牙模块（17+）红外遥控和蓝牙模块取其中之一即可，各有优势：红遥控接收器很便宜，可以和任何一个家用遥控板配合使用，但是必须对准，才起作用，小车行进的过程中就不太好用，另外因为日光中有红外线，所以户外不太好用；蓝牙模块稍贵，只要在附近就能收到，但需要其它蓝牙设备控制，如：手机控制，同时还要在手机端写相应程序，比较复杂。

7) 其它小配件

杜邦线若干（5+）：公对公，母对公，公对母，15-20cm，开关一个（0.2+）

3. 小问题

1) 超声传感器如何固定？

超声传感器一般安装在小车前端，有时通过舵机相连。有的店卖一些塑料的连接板，购买时请注意和超声传感器是否配套，如不配套，可能安装不上，或者影响侦测距离。

2) 如何调速？

对于调速，有人说通过使能端调速 ENA/ENB，我用的是 L298n 红板，试了不管用，于是用 Arduino 的 5,6,9,10（PWM）连接电机驱动板，并用 AnalogWrite 写入 0-255 即可调速。

3) 小车电机如何与电机驱动板相连？

我买的小车电动机有个铜片，我在其上焊了两条杜邦线，然后用胶封了一下。

4. 后记：

总体来说，装硬件调试还是很麻烦。对于增加更多功能，我觉得比较好的解决方案是与手机相连，把更多软件的逻辑放在手机端，也能更好地利用手机的传感器，声音，以及摄像头等等，以实现更多功能，同时又不会让电路变得过于复杂。比如：把手机放车上，使用其上的重力传感和指南针，判断小车位置，绘制地图（手机上也有距离传感器）；手机用蓝牙控制小车；用 OpenGL 辨别图像，实现追踪等功能；根据小车情况，加一些语音提示…