Arduino智能小车随笔（一）

Arduino智能小车随笔（一）

看到小孩的各种STEM课程很火，收费又老贵，就想着不如自己和小孩一起学着做个arduino智能小车，即能让女儿学点编程，又能省了智商税，一举两得。然而到了后面女儿基本上只帮我接线，arduBlock实在无法支持她和我完成这个小目标。最后就是我做她玩>__<

目标：
做一个小车：
基本功能（已基本实现）：

1. 可遥控
2. 可自(sui)主(ji)移动
3. 可调速
4. 会避障（不会撞墙）
5. 会探测前方悬空（不会跳楼）
   进阶功能（计划中）：
6. 会知道各个轮子转速
   • 探测轮子卡壳
   • 保持四轮匀速
   • 控制转弯角度
     高级功能（在热情熄灭前不知道能不能开始）：
7. 视觉识别+跟踪

硬件方面（只实现基本功能）：
智能小车车架+编码电机+电池组
Arduino mega 一块 （uno主要考虑中断口不够难以测速）
L298N两块 （一块可以驱动两个电机）
某宝电源模块一个（提供多个电源针口，3路直接输出，3路5V输出，3路3V输出）
超声波测距HC-SR04四个
蓝牙HC-06模块一个，用于遥控
亚克力板
杜邦线

基本功能

智能小车首先得有个底盘，摆着要么不做要做就做个霸气的，先去某宝淘了个看起来很NB的底盘+电机+电池，花了600大洋，就冲着这不明觉厉的麦轮四驱和悬挂，值了 (某方机器人，广告费免了）

这个底盘跟了四个编码电机，每个电机两个霍尔输出可用于测速，可用于进阶中的测速和实现相关功能。板上空间目测也够大，能够放很多智(dian)能(zi)元(wan)件(ju)。

车架到手之后，迅速搭好。麦轮放了X型，可以通过调整电机方向来达到不同的运动状态。麦轮好处明显，往哪个方向运动都行，但有个问题是轮子的受力方向也比普通轮子多。尤其是运动导致轮子受水平方向向外的力较大时，减速电机输出轴和联轴器的连接如果不够牢固，轮子容易飞脱。这个问题还在解决中。另外麦轮不同方向运动所需的转速不同，实测我这个电机pwm 120时，前进后退都正常，左右位移就很困难，要差不多180的时候才顺畅。

电池用铜柱和两片车架的副翼固定住，放在了底盘下面，把充电线绕到了车屁股上，突然觉得很有赛车的感觉哈。

arduino mega用铜柱固定在车架上，在上方也用铜柱架起来，以后可以在顶上放块亚克力板，继续堆个树莓派搞视觉识别。

L298N的放置花了好久才想好。如果水平放置的话，占空间太大，而且需要四根铜柱固定，放两个基本上这车上就没位置放别的了。最后发现散热片上有个m3螺丝和螺纹孔，就换了个16mm的m3螺丝，把它垂直固定在了板上。

电源模块没有固定孔，没啥好的固定方法，只好弄了那种宝宝防撞条的双面贴纸（很厚的）贴在下面。自行裁剪了一小块亚克力板，用铜柱架起来，用来粘电源模块。自己加工螺丝孔的精度真是惨不忍睹。

这个车架前后左右都有一个副翼，用了塑料束带把超声波模块HC-SR04固定在上面。蓝牙直接插在了后副翼的孔里。

至此各个元件的位置基本固定了。然后就是用杜邦线连起来，深深地感受到了集成电路的必要性。在基本功能和进阶功能完成后，我要把线扎起来，用洞洞板焊起来 =.=。

基本功能程序篇

L298N来控制电机的原理：用使能端连pwm调速，两个逻辑输入控制旋转方向，就可实现各个电机转向和速度的控制。这个小车由于四轮驱动和麦轮运动状态的多样性，导致编程时容易混乱，用有意义的常量名来代替实际端口和运动状态是个比较好的做法。顺便鄙视下arduino的IDE。除了关键词变色其他代码补全啥的全都没有，简直是对21世纪编程环境的侮辱。。。

定义各路端口（使能端用pwm端口）：

// Define motor control pins
int LEFT_FRONT_MOTOR_ENABLE = 9;
int LEFT_FRONT_MOTOR_IN1 = 26;
int LEFT_FRONT_MOTOR_IN2 = 27;
int LEFT_REAR_MOTOR_ENABLE = 8;
int LEFT_REAR_MOTOR_IN1 = 24;
int LEFT_REAR_MOTOR_IN2 = 25;
int RIGHT_FRONT_MOTOR_ENABLE = 10;
int RIGHT_FRONT_MOTOR_IN1 = 28;
int RIGHT_FRONT_MOTOR_IN2 = 29;
int RIGHT_REAR_MOTOR_ENABLE = 11;
int RIGHT_REAR_MOTOR_IN1 = 30;
int RIGHT_REAR_MOTOR_IN2 = 31;

定义电机转动方向：

// Define motor rotate direction
int MOTOR_ROTATE_FORWARD = 1;
int MOTOR_ROTATE_BACKWARD = -1;
int MOTOR_ROTATE_STOP = 0;

定义小车运动状态：

// Define Car State
int CAR_MOVE_STOP = -1;
int CAR_MOVE_FORWARD &#