用树莓派来制作简单的遥控小车

简述

本文主要描述使用树莓派和L298N制作一个简单的遥控小车，遥控器使用简单的WEB来实现。

准备工作

1. 树莓派，（本文使用的是Raspberry PI 2 B型，即2B）
2. 8G以上TF卡 树莓派上可用和不可用的SD卡列表
3. 四驱小车底（含电机，注：本文中的小车底盘佩戴的是高扭矩直流电机）
4. 母对母、公对母、公对公（可不用）杜邦线
5. L298N双HD桥电机驱动板
6. 无线网卡（最好支持AP的）
7. 充电电池组（7V以上的，镍氢或者18650充电电池皆可）

系统安装没什么说的，系统烧到SD就可以了，我使用的Raspbian，这货是基于Debian的，配置命令习惯几乎和ubuntu/debian一样，接上网线开机进入系统配置。

• 换上中科大的源，再apt-get update一次；
• 为root用户设置密码；
• 配置无线网卡有两中方案，编辑/etc/network/interface，网上教程蛮多的：
  1. 自动连接到路由器，家里有无线路由器，小车在WIFI覆盖的地方；
  2. 树莓派上搭建WIFI热点，信号更好，可以在小区里面开，顺便勾搭妹子，哦哦哦，不对，应该是淘气小孩。唯一需要注意的是网卡芯片。

底盘组装

• 拼装没啥难度，亚克力板上的牛皮纸沾得简直是丧心病狂，马蛋，废了好一会儿功夫才撕干净(⊙﹏⊙)b；
• 马达那货就比较坑了，没有带线是裸机的，手中也恰巧没有电烙铁，当时我就懵逼啦。好吧，手中还有多余的公对公杜邦线，拔掉其中一头的接头，打火机烧一下（小时候学会的神技），拔掉一部分把铜线拧紧。最后铜线穿过马达接口的小洞里面，再拧紧。哎丫，没有胶带，最后用透明胶凑合凑合，绑紧。repeat 4次。

线路连接

之前一直没玩过硬件，毕竟我只是一个网工出身的程序猿，第一次拿到L298N研究了好久才明白，还是上图上图。

1. +12V接口
   ＋5V～＋35V， 如需要板内取电，则供电范围Vs：+7V～+35V
2. 电机
   OUT1、OUT2 为电机A输出；OUT3、OUT4为电机B输出
3. IO接口
   ENA和ENA分别为A、B电机的使能端，一开始ENA和ENB各自的上下两个针脚是用跳线帽连接起来的，拔掉就可以接线了。 IN1-IN4 为IO控制输入。

弄明白L298N之后，连接就方便多了，

• OUT1 OUT2 连接小车左侧前后两个电机（并联），之前电机接出来的杜邦线公头直接往接口里面塞（好羞羞），拧紧螺丝；同理，OUT3 OUT4 连接小车右侧前后两个电机；
• 便宜的镍氢电池组电源正负极分别连接12V、GND，电池组的接头是JST母头，比较好连接；
• 5V和GND连接到树莓派上的5V和GND用于供电。
• ENA、ENB、IN1-IN4连接到树莓派I/O端口上。

接好之后是这样子：

摄像头模块

摄像头是好几年前台式机用的摄像头，分辨率是奇葩的470x640，而不是480x640，mjpg-streamer下，画面是花的，等到画面调正常之后，画面却如放幻灯片一样。我勒个去！摄像头连接到装了openwrt的wndr3800路由器上流畅的没朋友，在树莓派上调来调去却怎么也不行，认命了，放弃放弃，没有摄像头也能当遥控车开。

小车遥控器

终于到了编程部分，为了简单，使用python的RPI.GPIO模块来操作I/O，不过我发现功能蛮少的，没找到调速的API，文档在这里，代码如下，轮子的参数视接的I/O口而定。

import RPi.GPIO as gpio


class Wheel(object):
    def __init__(self, in_pin1, in_pin2, enable_pin1, enable_pin2):
        '''
        :param in_pin1 in_pin2: IN1 IN2 or IN3 IN4
        :param enable_pin1 enable_pin2: ENA or ENB
        '''
        self.pin1 = in_pin1
        self.pin2 = in_pin2

        # setup I/O OUT
        gpio.setup(in_pin1, gpio.OUT)
        gpio.setup(in_pin2, gpio.OUT)
        gpio.setup(enable_pin1, gpio.OUT)
        gpio.setup(enable_pin2, gpio.OUT)

        # enable
        gpio.output(enable_pin1, True)
        gpio.output(enable_pin2, True)

    def forward(self):
        gpio.output(self.pin1, True)
        gpio.output(self.pin2, False)

    def backward(self):
        gpio.output(self.pin1, False)
        gpio.output(self.pin2, True)

    def stop(self):
        gpio.output(self.pin1, False)
        gpio.output(self.pin2, False)


class Car(object):
    def __init__(self):
        gpio.setmode(gpio.BOARD)

        self.left_wheel = Wheel(13, 15, 7, 11)
        self.right_wheel = Wheel(16, 18, 22, 29)

    def forward(self):
        self.left_wheel.forward()
        self.right_wheel.forward()

    def backward(self):
        self.left_wheel.backward()
        self.right_wheel.backward()

    def left(self):
        self.left_wheel.stop()
        self.right_wheel.forward()

    def right(self):
        self.left_wheel.forward()
        self.right_wheel.stop()

    def stop(self):
        self.left_wheel.stop()
        self.right_wheel.stop()

    def shutdown(self):
        self.stop()
        gpio.cleanup()

最后用Flask模块实现Web（android真的好久都没摸了，偷笑），这需要在树莓派装Flask模块，在安装的时候发现树莓派的python环境是不完整的。这个代码就不贴了，直接上仓库地址。

小车遥控器部分代码：https://github.com/fordoo/rpi-car

小车演示GIF： http://ww2.sinaimg.cn/bmiddle/a3b0dabfgw1eqed43g2ivg20b20coqv5.gif