DAY02:编程入门02__黑线寻迹、红外避障、红外遥控

 

4.为你的小车烧写 避障、寻迹、遥控 程序。

• 重点代码讲解：

  int Left_motor_go=10;     //左电机前进(IN1)
  int Left_motor_back=11;     //左电机后退(IN2)
  int Right_motor_back=8;    // 右电机前进(IN3)
  int Right_motor_go=9;    // 右电机后退(IN4)

  •  
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此处的硬件连接方法，请详见第一天课程博文 DAY01装车-Arduino硬件入门 ===> 中的 “5. 手把手教你组装一辆小车 ”===>中的   “  7）红外避障模块程序烧写与调试 8）寻迹模块安装与调试 9）红外遥控”

•  

• 1）黑线寻迹

• 效果图：

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• 寻迹代码共分为两部分：

  • 第一部分的作用是在 setup()函数中定义电机引脚、传感器引脚等，在Loop()函数中 实时监测传感器数据并作出前进后退旋转等反应 。 如下：

    //  智能小车黑线循迹实验
    //===============================================================
    //#include  
    int Left_motor_go=10;     //左电机前进(IN1)
    int Left_motor_back=11;     //左电机后退(IN2)
    int Right_motor_back=8;    // 右电机前进(IN3)
    int Right_motor_go=9;    // 右电机后退(IN4)
    
    const int SensorRight = 3;     //右循迹红外传感器(P3.2 OUT1)
    const int SensorLeft = 4;       //左循迹红外传感器(P3.3 OUT2)
    
    int SL;    //左循迹红外传感器状态
    int SR;    //右循迹红外传感器状态
    
    //setup方法在程序一开始执行，且只执行一次
    void setup()
    {
      //初始化电机驱动IO为输出方式
      pinMode(Left_motor_go,OUTPUT); // PIN 8 (PWM)
      pinMode(Left_motor_back,OUTPUT); // PIN 9 (PWM)
      pinMode(Right_motor_go,OUTPUT);// PIN 10 (PWM) 
      pinMode(Right_motor_back,OUTPUT);// PIN 11 (PWM)
    
      pinMode(SensorRight, INPUT); //定义右循迹红外传感器为输入
      pinMode(SensorLeft, INPUT); //定义左循迹红外传感器为输入
    }
    
    //setup方法在程序中循环执行多次
    void loop()
    { 
      //有信号为LOW  没有信号为HIGH   检测到黑线  输出高  检测到白色区域输出低
      SR = digitalRead(SensorRight);//有信号表明在白色区域，车子底板上L1亮；没信号表明压在黑线上，车子底板上L1灭
      SL = digitalRead(SensorLeft);//有信号表明在白色区域，车子底板上L2亮；没信号表明压在黑线上，车子底板上L2灭
      if (SL == LOW&&SR==LOW)
        run();   //调用前进函数
      else if (SL == HIGH & SR == LOW)// 左循迹红外传感器,检测到信号，车子向右偏离轨道，向左转 
        left();
      else if (SR == HIGH & SL == LOW) // 右循迹红外传感器,检测到信号，车子向左偏离轨道，向右转  
        right() ;
      else // 都是黑色, 停止
        brake();
    }
    

• 第二部分的作用是提供 前进、后退、停止、左转、右转等动作的具体操作。是小车模块基本功能代码，如下：

  • 
    //======================================================================================
    //                          智能小车的基本动作
    // 包括的函数有： run()前进 back()后退 brake()停止 left()左转 spin_left()左自转 right()右转 spin_right()右自转
    //======================================================================================
    // 前进
    void run()
    {
      digitalWrite(Right_motor_go,HIGH);  // 右电机前进
      digitalWrite(Right_motor_back,LOW);     
    
      digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);  // 左电机前进
      digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
    }
    
    //void brake(int time)  //刹车，停车
    void brake()
    {
      digitalWrite(Right_motor_go,LOW);
      digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
      digitalWrite(Left_motor_go,LOW);
      digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
      //delay(time * 100);//执行时间，可以调整  
    }
    
    //void left(int time)         //左转(左轮不动，右轮前进)
    void left()
    {
      digitalWrite(Left_motor_go,LOW);   //左轮不动
      digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
      
      digitalWrite(Right_motor_go,HIGH);  // 右电机前进
      digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
    }
    
    void spin_left()         //左转(左轮后退，右轮前进)
    {
      digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); // 右电机前进
      digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
    
      digitalWrite(Left_motor_go,LOW);   //左轮后退
      digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);
    }
    
    //void right(int time)        //右转(右轮不动，左轮前进)
    void right()
    { 
      digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);   //左轮前进
      digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
      
      digitalWrite(Right_motor_go,LOW);  // 右轮不动
      digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
    }
    
    void spin_right()        //右转(右轮后退，左轮前进)
    {
      digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);//左电机前进
      digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
        
      digitalWrite(Right_motor_go,LOW);   //右电机后退
      digitalWrite(Right_motor_back,HIGH);
    
    }
    
    //void back(int time)          //后退
    void back()
    {
      digitalWrite(Right_motor_go,LOW);  //右轮后退
      digitalWrite(Right_motor_back,HIGH);
    
      digitalWrite(Left_motor_go,LOW);  //左轮后退
      digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);
    }
    
    
    

    •  

• 2）红外避障

  • 效果图
    • 
  • 部分代码如下：

    //  智能小车红外避障实验1（基础避障）
    //===============================================================
    //#include  
    int Left_motor_go=10;     //左电机前进(IN1)
    int Left_motor_back=11;     //左电机后退(IN2)
    int Right_motor_back=8;    // 右电机前进(IN3)
    int Right_motor_go=9;    // 右电机后退(IN4)
     
    //int beep=A3;//定义蜂鸣器 数字A3 接口
     
    int LED=7;//定义LED 数字7 接口
     
    const int SensorRight_2 = 5;     //左边红外避障传感器()
    const int SensorLeft_2 = 6;     //右边红外避障传感器()
     
    int SR_2;    //右边红外避障传感器状态
    int SL_2;    //左边红外避障传感器状态
     
    void setup()
    {
      //初始化电机驱动IO为输出方式
      pinMode(Left_motor_go,OUTPUT); // PIN 8 ( 无 PWM)
      pinMode(Left_motor_back,OUTPUT); // PIN 9 (PWM)
      pinMode(Right_motor_go,OUTPUT);// PIN 10 (PWM) 
      pinMode(Right_motor_back,OUTPUT);// PIN 11 (PWM)
    
      //pinMode(beep,OUTPUT);//定义蜂鸣器为输出接口
      pinMode(LED,OUTPUT);//定义LED为输出接口
     
      pinMode(SensorRight_2, INPUT); //定义中间避障传感器为输入
     Serial.begin(9600);
    }
      
    void loop()
    {
      while(1)
      {
      //有信号为LOW  没有信号为HIGH
        SR_2 = digitalRead(SensorRight_2);
        SL_2 = digitalRead(SensorLeft_2);
        if (SL_2 == HIGH&&SR_2==HIGH)
          {
            run();   //调用前进函数
          }
        else if (SL_2 == HIGH & SR_2 == LOW)// 右边探测到有障碍物，有信号返回，向左转 
            spin_left();
        else if (SR_2 == HIGH & SL_2 == LOW) //左边探测到有障碍物，有信号返回，向右转  
          spin_right();
        else // 都是有障碍物, 后退
        {
             //digitalWrite(LED,HIGH);    //LED亮
             brake();//停止200MS
             delay(300);
             back();//后退500MS
             delay(400);
             left();//调用左转函数  延时500ms 
             delay(500); 
        }
      }
    }
    

    • 注意：若要使用该代码，要在结尾添加小车模块基本功能的代码

• 3）红外遥控

  • 其中，红外遥控程序中，需要增加IRremote库。

    • IRremote库下载：百度网盘链接：https://pan.baidu.com/s/120ig2QjajK5gcnMY0M8-wQ 提取码：c6wt 
    • 下载后将IRremote 复制到Arduino安装目录下面libraries 文件夹下面 ,否则编译会出现C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries\RobotIRremote\src\IRremoteTools.cpp:5:16: error: 'TKD2' was not declared in this scope int RECV_PIN = TKD2; // the pin the IR receiver is connected to编译有误。

  • 代码
    • 注意：若要使用该代码，要在结尾添加小车模块基本功能的代码

    • //============================启航科技========================================
      //  智能小车红外遥控实验
      //  实验中所用接收红外信号为配送遥控器的信号，也可打印出信号数值，配合其他红外信号控制
      //  参考4.视频教程\Arduino套件视频\视频教程\例程19-红外遥控.mp4
      //  本实验不可调节电机速度，调节pwm值会影响红外的信号接收
      //=============================================================================
      #include //包含红外库  关键点
      int RECV_PIN = A4;//端口声明
      IRrecv irrecv(RECV_PIN);
      decode_results results;//结构声明
      int on = 0;//标志位
      unsigned long last = millis();
      
      long run_car = 0x00FF629D;//按键CH
      long back_car = 0x00FFA857;//按键+
      long left_car = 0x00FF22DD;//按键<<
      long right_car = 0x00FFC23D;//按键>||
      long stop_car = 0x00FF02FD;//按键>>|
      long left_turn = 0x00ffE01F;//按键-
      long right_turn = 0x00FF906F;//按键EQ
      //==============================
      int Left_motor_go=10;     //左电机前进(IN1)
      int Left_motor_back=11;     //左电机后退(IN2)
      int Right_motor_back=8;    // 右电机前进(IN3)
      int Right_motor_go=9;    // 右电机后退(IN4)
      
      void setup()
      {
        //初始化电机驱动IO为输出方式
        pinMode(Left_motor_go,OUTPUT); // PIN 8 (PWM)
        pinMode(Left_motor_back,OUTPUT); // PIN 9 (PWM)
        pinMode(Right_motor_go,OUTPUT);// PIN 10 (PWM) 
        pinMode(Right_motor_back,OUTPUT);// PIN 11 (PWM)
        pinMode(13, OUTPUT);端口模式，输出
        Serial.begin(9600);  //波特率9600
        irrecv.enableIRIn(); // Start the receiver
      }
      void loop()
      {
        if (irrecv.decode(&results)) //调用库函数：解码
        {
          // If it's been at least 1/4 second since the last
          // IR received, toggle the relay
          if (millis() - last > 250) //确定接收到信号
          {
            on = !on;//标志位置反
            digitalWrite(13, on ? HIGH : LOW);//板子上接收到信号闪烁一下led  
          }
          if (results.value == run_car )//按键CH
            run();//前进
          if (results.value == back_car )//按键+
            back();//后退
          if (results.value == left_car )//按键<<
            left();//左转
          if (results.value == right_car )//按键>||
            right();//右转
          if (results.value == stop_car )//按键>>|
            brake();//停车
          if (results.value == left_turn )//按键-
            spin_left();//左旋转
          if (results.value == right_turn )//按键EQ
            spin_right();//右旋转
          last = millis();      
          irrecv.resume(); // Receive the next value
        }
      }
      

遇到一些bug的时候：

1. 查看电机驱动板子是否亮灯，若不亮灯，说明连接处松动。
2. 先测试电机是否可以转动。
3. 不用时要按白色按钮，关掉电源！

作业!!

• （二选一，难度递增）
  • 作业一（Level 1）：将所学内容记录到在线博客中，形成一篇技术文档。
  • 作业二（Level 2）：尝试利用在线的技术文档和元器件，为小车加一些新功能，为终极项目做准备，将过程记录在自己的博客中。（eg：送生日祝福的小车） 
• 必做
  • 每小组选择2+以上的电子元器件，自己查一下写一下作用和介绍。
  • 课堂提供的电子元器件：
  • 

 

• 附一些学习资源：

  Arduino 视频教程 链接： https://pan.baidu.com/s/1lVaK_Z6OgQwt2O0JDUZyJA 提取码：alfs 

• 
• 淘宝链接：电子元器件链接