Arduino篇—車輛自動(dòng)走迷宮

課程目標(biāo)

• 學(xué)習(xí)走迷宮的右手法則的應(yīng)用
• 根據(jù)算法邏輯實(shí)現(xiàn)走迷宮功能
• 能根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際要求進(jìn)行車輛調(diào)試

相關(guān)知識(shí)

**機(jī)器人迷宮項(xiàng)目：**是常見的機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目，在一個(gè)搭建好的迷宮場(chǎng)景內(nèi)，設(shè)計(jì)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)從入口順利抵達(dá)出口，根據(jù)完成時(shí)間的長(zhǎng)短來進(jìn)行評(píng)分。

右手法則： 針對(duì)有墻壁的迷宮，只要順著墻壁走，遇到可以轉(zhuǎn)向的口子始終向右，轉(zhuǎn)向失敗再向右轉(zhuǎn)到下一個(gè)可以走的方向，這種方法只對(duì)樹形迷宮有效。對(duì)于有循環(huán)的迷宮就需要設(shè)計(jì)更加智能化的機(jī)器人才能實(shí)現(xiàn)。

**紅外接近傳感器：**紅外接近傳感器是一種集發(fā)射與接收于一體的光電開關(guān)傳感器。當(dāng)發(fā)出的紅外光碰撞到范圍內(nèi)的目標(biāo)時(shí)，它會(huì)反射到光電二極管上，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)判斷。

電路搭建

所需材料

ArduinoUNO * 1
紅外接近傳感器 * 3
上節(jié)課的車輛結(jié)構(gòu) * 1
LED * 1
杜邦線若干

電路連接

程序編寫

練習(xí)一：紅外接近傳感器控制開關(guān)燈

手靠近傳感器時(shí)，LED燈開，離開傳感器時(shí)，LED燈關(guān)。

圖形化方式：

讀取9號(hào)管腳上的信號(hào)值為低電平，說明有障礙物靠近，這時(shí)候點(diǎn)亮2號(hào)管腳上的LED。

代碼方式：

/* 項(xiàng)目名稱:紅外控制開關(guān)燈
 * 項(xiàng)目時(shí)間:2022.04.07
 * 項(xiàng)目作者:MRX
 */
int SensorPin = 9;
int LedPin = 2;
void setup() {
  pinMode(SensorPin,INPUT);
  pinMode(LedPin,OUTPUT);
}


void loop() {
  if(digitalRead(SensorPin)){
    digitalWrite(LedPin,LOW);
  }
  else{
    digitalWrite(LedPin,HIGH);
  }
}

練習(xí)二：沿墻面前進(jìn)的小車

使用一個(gè)傳感器，讓小車能夠沿著墻面前行，效果如下：

原理分析：

右手法則邏輯分析。

電路接線：

圖形化方式：

代碼方式：

/* 項(xiàng)目名稱:小車貼墻走
 * 項(xiàng)目時(shí)間:2022.04.07
 * 項(xiàng)目作者:MRX
 */
int IN1 = 2;   // IN1 connected to pin 4
int IN2 = 4;   
int ENA = 3; 
int IN3 = 6;   // IN3 connected to pin 6
int IN4 = 7;   
int ENB = 5;  
int value = 255;   // the duty cycle
const int SensorPin = 10;


void Forward() {
  digitalWrite(IN1,HIGH);
  digitalWrite(IN2,LOW);
  analogWrite(ENA,value);
  digitalWrite(IN3,HIGH);
  digitalWrite(IN4,LOW);
  analogWrite(ENB,value);
}


void Back() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,value);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
  analogWrite(ENB,value);
}


void Right() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,value);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
  analogWrite(ENB,0);
}


void Left() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,0);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
  analogWrite(ENB,value);
}


void Stop() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,LOW);
  analogWrite(ENA,0);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,LOW);
  analogWrite(ENB,0);
}


void setup(){
  Serial.begin(9600);
  for (int i = 2;i <= 7;i++){
    pinMode(i, OUTPUT);
    }
  pinMode(SensorPin,INPUT);
}

void loop(){
  if (digitalRead(SensorPin) == LOW) {
      Left();
    } else{
      Right();
    } 
}

練習(xí)三：走迷宮小車

編程控制小車沿著障礙物行走，效果如下：

圖形化方式：

代碼方式：

項(xiàng)目所涉及到的延時(shí)及電機(jī)正反轉(zhuǎn)，都要根據(jù)自己的接線來進(jìn)行調(diào)整。

/* 項(xiàng)目名稱:走迷宮
 * 項(xiàng)目時(shí)間:2022.04.07
 * 項(xiàng)目作者:MRX
 */
int IN1 = 2;   // IN1 connected to pin 4
int IN2 = 4;   
int ENA = 3; 
int IN3 = 6;   // IN3 connected to pin 6
int IN4 = 7;   
int ENB = 5;  
int value = 255;   // the duty cycle


void Forward() {
  digitalWrite(IN1,HIGH);
  digitalWrite(IN2,LOW);
  analogWrite(ENA,value);
  digitalWrite(IN3,HIGH);
  digitalWrite(IN4,LOW);
  analogWrite(ENB,value);
}


void Back() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,value);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
  analogWrite(ENB,value);
}


void Right() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,value);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
  analogWrite(ENB,0);
}


void Left() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,0);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,HIGH);
  analogWrite(ENB,value);
}


void Stop() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,LOW);
  analogWrite(ENA,0);
  digitalWrite(IN3,LOW);
  digitalWrite(IN4,LOW);
  analogWrite(ENB,0);
}


void TurnLeft() {
  digitalWrite(IN1,LOW);
  digitalWrite(IN2,HIGH);
  analogWrite(ENA,100);
  digitalWrite(IN3,HIGH);
  digitalWrite(IN4,LOW);
  analogWrite(ENB,100);
}


void setup(){
  for (int i = 2;i <= 7;i++){
    pinMode(i, OUTPUT);
    }
  for (int i = 8;i <= 10;i++){
    pinMode(i,INPUT);
  }

}

void loop(){
  if (digitalRead(8) == LOW) {
    TurnLeft();
    delay(500);


  } else if (digitalRead(9) == LOW) {
    TurnLeft();
    delay(200);
  } else if (digitalRead(10) == LOW) {
    Left();
  } else {
    Right();
  }
}