基于Arduino UNO和L298N的避障小車(chē)DIY制作

一、 壁障小車(chē)的制作

1、 制作避障小車(chē)的準(zhǔn)備工作

硬件：Arduino UNO、L298N驅(qū)動(dòng)模塊、超聲波模塊、小車(chē)底盤(pán)、舵機(jī)模塊、一塊面包板、一些杜邦線。

軟件： Arduino UNO的程序下載軟件

下面來(lái)一張安裝好的的圖

2、舵機(jī)模塊的解析認(rèn)識(shí)

本次用的是簡(jiǎn)單實(shí)用的9克小舵機(jī)。

它的扭力不是很大，但是對(duì)于咱們想用作掃描超聲測(cè)距探頭來(lái)說(shuō)足夠了。一般舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度范圍都是0-180度旋轉(zhuǎn)的，也有一種數(shù)字電機(jī)可以在電機(jī)和舵機(jī)這兩種狀態(tài)下切換，既可以控制精確的旋轉(zhuǎn)角度也可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)作為電機(jī)使用。舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是由控制器的脈沖寬度決定的，假如舵機(jī)處在中間位置（90度），這時(shí)的脈沖寬度設(shè)定為1.5ms那么我們想讓舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到0度的時(shí)候可以給他1ms的脈沖，如果想讓它轉(zhuǎn)動(dòng)到180度的時(shí)候可以給2ms的脈沖，這就是舵機(jī)角度控制的基本原理了。

3、超聲波模塊的解析認(rèn)識(shí)

本次用的超聲波模塊如圖所示

模塊工作原理：

1、采用IO觸發(fā)測(cè)距，給至少10us的高電平信號(hào)；

2、模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40KHz的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；

3、有信號(hào)返回，通過(guò)IO輸出一高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間．測(cè)試距離=(高電平時(shí)間*聲速(340m/s))/2;

4、L298N模塊的解析認(rèn)識(shí)

本次用的L298N模塊如圖所示

1.驅(qū)動(dòng)芯片：L298N雙H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片

2.驅(qū)動(dòng)部分端子供電范圍Vs：＋5V～＋35V ； 如需要板內(nèi)取電，則供電范圍Vs：+7V～+35V

3.驅(qū)動(dòng)部分峰值電流Io：2A

4.邏輯部分工作電流范圍:0～36mA

6.控制信號(hào)輸入電壓范圍（IN1 IN2 IN3 IN4）：

低電平：－0.3V≤Vin≤1.5V

高電平：2.3V≤Vin≤Vss

7.使能信號(hào)輸入電壓范圍（ENA ENB）：

低電平：－0.3≤Vin≤1.5V（控制信號(hào)無(wú)效）

高電平：2.3V≤Vin≤Vss（控制信號(hào)有效）

8.最大功耗：20W（溫度T＝75℃時(shí)）

9.存儲(chǔ)溫度：－25℃～＋130℃

10.驅(qū)動(dòng)板尺寸:58mm*40mm

12.其他擴(kuò)展：控制方向指示燈、邏輯部分板內(nèi)取電接口。

L298N可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)VSS，VSS可接4．5～7 V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為＋2．5～46 V。輸出電流可達(dá)2．5 A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)直流電機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接直流電機(jī)。

電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)編碼：

4、 面包板的解析認(rèn)識(shí)

在具體使用的時(shí)候，通常是兩窄一寬同時(shí)使用，兩個(gè)窄條的第一行一般和地線連接，第二行和電源相連。由于集成塊電源一般在上面，接地在下面，如此布局有助于將集成塊的電源腳和上面第二行窄條相連，接地腳和下面窄條的第一行相連，減少連線長(zhǎng)度和跨接線的數(shù)量。中間寬條用于連接電路，由于凹槽上下是不連通的，所以集成塊一般跨插在凹槽上。中間寬條一行5個(gè)，串聯(lián)到一起。插入面包板上孔內(nèi)引腳或?qū)Ь€銅芯直徑為0.4～0.6mm，即比大頭針的直徑略微細(xì)一點(diǎn)。元器件引腳或?qū)Ь€頭要沿面包板的板面垂直方向插入方孔，應(yīng)能感覺(jué)到有輕微、均勻的摩擦阻力，在面包板倒置時(shí)，元器件應(yīng)能被簧片夾住而不脫落。面包板應(yīng)該在通風(fēng)、干燥處存放，特別要避免被電池漏出的電解液所腐蝕。要保持面包板清潔，焊接過(guò)的元器件不要插在面包板上。

6、總連接圖的解析

（1）Arduino與面包板接線說(shuō)明

由于arduino UNO的引腳太少，所以需要把電源還有GND引出來(lái)，所以需要與面包板配合使用。Arduino上的5V接到面包板正極，arduino上的GND接到面包板上的負(fù)極。

（2）Arduino與L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊接線說(shuō)明

I1 I2 I3 I4：電機(jī)控制輸入端，直接接單片機(jī)的IO口

OUT1 OUT2 OUT3 OUT4：電機(jī)接線端子。

SGND：接板子的GND

VIN:電機(jī)電源輸入端，電壓范圍+5V~+35v.

+5V:+5V電源輸入/輸出端。利用板子外面的電源給L298N芯片供電時(shí)，可以芯片電源的輸入端口。板內(nèi)取電的時(shí)候也可以作為+5V電源引出腳。Out1和out2接直流電機(jī)的兩個(gè)引腳，Out3和out4接另一個(gè)直流電機(jī)的兩個(gè)引腳，vin接面包板上正極,SGND接面包板上的負(fù)極,L289N驅(qū)動(dòng)板的I1,I2接arduino上的6,9兩個(gè)引腳。L289N驅(qū)動(dòng)板的I3,I4接arduino上的10、11兩個(gè)引腳，L289N驅(qū)動(dòng)板的5V接面包板上正極, L289N驅(qū)動(dòng)板的GND接面包板上的負(fù)極。

（3）Arduino與超聲波模塊接線說(shuō)明

超聲波上的VCC接面包板上的正極，GND接面包板上的負(fù)極，Echo接arduino板子上的模擬口A0，Trig接arduino上的模擬口A1.

（4）Arduino與舵機(jī)模塊接線說(shuō)明

舵機(jī)上的紅線接面包板的正極，舵機(jī)上的棕線接面包板的負(fù)極，面包板上的橙線接arduino上的數(shù)字引腳5。

程序代碼：

#include

int pinLB=6;

int pinLF=9;

int pinRB=10;

int pinRF=11;

int inputPin = A0;

int outputPin =A1;

int Fspeedd = 0;

int Rspeedd = 0;

int Lspeedd = 0;

int directionn = 0;

Servo myservo;

int delay_time = 250;

int Fgo = 8;

int Rgo = 6;

int Lgo = 4;

int Bgo = 2;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

pinMode(pinLB,OUTPUT);

pinMode(pinLF,OUTPUT);

pinMode(pinRB,OUTPUT);

pinMode(pinRF,OUTPUT);

pinMode(inputPin, INPUT);

pinMode(outputPin, OUTPUT);

myservo.attach(5);

}

void advance(int a)

{

digitalWrite(pinRB,LOW);

digitalWrite(pinRF,HIGH);

digitalWrite(pinLB,LOW);

digitalWrite(pinLF,HIGH);

delay(a * 100);

}

void right(int b)

{

digitalWrite(pinRB,LOW);

digitalWrite(pinRF,HIGH);

digitalWrite(pinLB,HIGH);

digitalWrite(pinLF,HIGH);

delay(b * 100);

}

void left(int c)

{

digitalWrite(pinRB,HIGH);

digitalWrite(pinRF,HIGH);

digitalWrite(pinLB,LOW);

digitalWrite(pinLF,HIGH);

delay(c * 100);

}

void turnR(int d)

{

digitalWrite(pinRB,LOW);

digitalWrite(pinRF,HIGH);

digitalWrite(pinLB,HIGH);

digitalWrite(pinLF,LOW);

delay(d * 100);

}

void turnL(int e)

{

digitalWrite(pinRB,HIGH);

digitalWrite(pinRF,LOW);

digitalWrite(pinLB,LOW);

digitalWrite(pinLF,HIGH);

delay(e * 100);

}

void stopp(int f)

{

digitalWrite(pinRB,HIGH);

digitalWrite(pinRF,HIGH);

digitalWrite(pinLB,HIGH);

digitalWrite(pinLF,HIGH);

delay(f * 100);

}

void back(int g)

{

digitalWrite(pinRB,HIGH);

digitalWrite(pinRF,LOW);

digitalWrite(pinLB,HIGH);

digitalWrite(pinLF,LOW);

delay(g * 100);

}

void detection()

{

int delay_time = 250;

ask_pin_F();

if(Fspeedd < 10)

{

stopp(1);

back(2);

}

if(Fspeedd < 25)

{

stopp(1);

ask_pin_L();

delay(delay_time);

ask_pin_R();

delay(delay_time);

if(Lspeedd > Rspeedd)

{

directionn = Rgo;

}

if(Lspeedd <= Rspeedd)

{

directionn = Lgo;

}

if (Lspeedd < 10 && Rspeedd < 10)

{

directionn = Bgo;

}

}

else

{

directionn = Fgo;

}

}

void ask_pin_F()

{

myservo.write(90);

digitalWrite(outputPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(outputPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(outputPin, LOW);

float Fdistance = pulseIn(inputPin, HIGH);

Fdistance= Fdistance/5.8/10;

Serial.print("F distance:");

Serial.println(Fdistance);

Fspeedd = Fdistance;

}

void ask_pin_L()

{

myservo.write(5);

delay(delay_time);

digitalWrite(outputPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(outputPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(outputPin, LOW);

float Ldistance = pulseIn(inputPin, HIGH);

Ldistance= Ldistance/5.8/10;

Serial.print("L distance:");

Serial.println(Ldistance);

Lspeedd = Ldistance;

}

void ask_pin_R()

{

myservo.write(177);

delay(delay_time);

digitalWrite(outputPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(outputPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(outputPin, LOW);

float Rdistance = pulseIn(inputPin, HIGH);

Rdistance= Rdistance/5.8/10;

Serial.print("R distance:");

Serial.println(Rdistance);

Rspeedd = Rdistance;

}

void loop()

{

myservo.write(90);

detection();

if(directionn == 2)

{

back(8);

turnL(2);

Serial.print(" Reverse ");

}

if(directionn == 6)

{

back(1);

turnR(6);

Serial.print(" Right ");

}

if(directionn == 4)

{

back(1);

turnL(6);

Serial.print(" Left ");

}

if(directionn == 8)

{

advance(1);

Serial.print(" Advance ");

Serial.print(" ");

}

}