Arduino機(jī)器人開源分享

狀態(tài)機(jī)

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YAAR 的主要功能之一是光學(xué)速度編碼器，可為閉環(huán)速度控制提供速度信息。如果沒有反饋回路控制方案，速度會受到負(fù)載、摩擦、表面和幾何形狀變化的嚴(yán)重影響。YAAR 能夠以穩(wěn)定的 5 厘米/秒（0.1 英里/小時?。┑乃俣扰佬?。編碼器還支持軌道控制，可以實現(xiàn)受控轉(zhuǎn)向角，例如“右 20 度”。

轉(zhuǎn)向是通過伺服控制的前輪和兩個后輪的差速控制來完成的。在機(jī)械上，前輪簡單地安裝在伺服系統(tǒng)的前叉上。為了使 YAAR 旋轉(zhuǎn)到位，前輪伺服必須從中心左右旋轉(zhuǎn) 90 度。

電機(jī)控制

YAAR 的軟件和硬件與機(jī)器人大小無關(guān)，電機(jī)控制除外。HCU 上提供了一個連接器，用于連接外部電機(jī)控制。可用的信號有 PWM、RC 伺服、電源和用于啟用和方向的單獨(dú)控制。RC 伺服信號支持現(xiàn)成的無刷電機(jī)控制器。

DRV8833 雙電機(jī)控制板

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示意圖

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這里使用的電機(jī)控制是為“Arduino TT”電機(jī)設(shè)計的，這些電機(jī)體積小、容易獲得且價格便宜。Texas Instruments DRV8833 雙電機(jī)控制以 11.5 伏的最大輸入電壓為每個電機(jī)提供高達(dá) 1 安培的電流。跳線選擇 5 伏電源或電池作為電機(jī)電源 - 使用電池選項。DRV8833 每個電機(jī)只有兩個控制引腳。如果一個用于 PWM 速度控制，另一個成為方向控制，但在反轉(zhuǎn)方向時，PWM 信號必須反轉(zhuǎn)。幸運(yùn)的是，Arduino 中的定時器支持輸出反相的 PWM 信號。兩個輸入信號的狀態(tài)控制 DRV8833 如何處理反激電流（電感器關(guān)閉后流動的電流）。如果兩個輸入信號均為低電平，電流通過電源再循環(huán)，直到消散，然后電機(jī)慣性滑行。如果兩個信號都為高電平，則電機(jī)對地短路，從而在電機(jī)上施加電氣制動。制動效率較低，但會導(dǎo)致低速運(yùn)行更平穩(wěn)。我選擇了制動模式進(jìn)行前進(jìn)操作，導(dǎo)致平穩(wěn)的慢速前進(jìn)運(yùn)動，但在倒車狀態(tài)下以低速移動時運(yùn)動更加劇烈。兩個示波器捕獲說明了電機(jī)兩側(cè)的波形。第一個在慢衰減模式下是正向的，第二個在快速衰減模式下是反向的。明顯的區(qū)別在于，在第二次示波器捕獲中，可以看到電機(jī)電樞“反沖”到超過電源的電壓。PWM 速率的范圍可以從 30Hz 到 31kHz。我選擇了 4kHz。電機(jī)對地短路，從而在電機(jī)上設(shè)置電子制動器。制動效率較低，但會導(dǎo)致低速運(yùn)行更平穩(wěn)。我選擇了制動模式進(jìn)行前進(jìn)操作，導(dǎo)致平穩(wěn)的慢速前進(jìn)運(yùn)動，但在倒車狀態(tài)下以低速移動時運(yùn)動更加劇烈。兩個示波器捕獲說明了電機(jī)兩側(cè)的波形。第一個在慢衰減模式下是正向的，第二個在快速衰減模式下是反向的。明顯的區(qū)別在于，在第二次示波器捕獲中，可以看到電機(jī)電樞“反沖”到超過電源的電壓。PWM 速率的范圍可以從 30Hz 到 31kHz。我選擇了 4kHz。電機(jī)對地短路，從而在電機(jī)上設(shè)置電子制動器。制動效率較低，但會導(dǎo)致低速運(yùn)行更平穩(wěn)。我選擇了制動模式進(jìn)行前進(jìn)操作，導(dǎo)致平穩(wěn)的慢速前進(jìn)運(yùn)動，但在倒車狀態(tài)下以低速移動時運(yùn)動更加劇烈。兩個示波器捕獲說明了電機(jī)兩側(cè)的波形。第一個在慢衰減模式下是正向的，第二個在快速衰減模式下是反向的。明顯的區(qū)別在于，在第二次示波器捕獲中，可以看到電機(jī)電樞“反沖”到超過電源的電壓。PWM 速率的范圍可以從 30Hz 到 31kHz。我選擇了 4kHz。我選擇了制動模式進(jìn)行前進(jìn)操作，導(dǎo)致平穩(wěn)的慢速前進(jìn)運(yùn)動，但在倒車狀態(tài)下以低速移動時運(yùn)動更加劇烈。兩個示波器捕獲說明了電機(jī)兩側(cè)的波形。第一個在慢衰減模式下是正向的，第二個在快速衰減模式下是反向的。明顯的區(qū)別在于，在第二次示波器捕獲中，可以看到電機(jī)電樞“反沖”到超過電源的電壓。PWM 速率的范圍可以從 30Hz 到 31kHz。我選擇了 4kHz。我選擇了制動模式進(jìn)行前進(jìn)操作，導(dǎo)致平穩(wěn)的慢速前進(jìn)運(yùn)動，但在倒車狀態(tài)下以低速移動時運(yùn)動更加劇烈。兩個示波器捕獲說明了電機(jī)兩側(cè)的波形。第一個在慢衰減模式下是正向的，第二個在快速衰減模式下是反向的。明顯的區(qū)別在于，在第二次示波器捕獲中，可以看到電機(jī)電樞“反沖”到超過電源的電壓。PWM 速率的范圍可以從 30Hz 到 31kHz。我選擇了 4kHz。明顯的區(qū)別在于，在第二次示波器捕獲中，可以看到電機(jī)電樞“反沖”到超過電源的電壓。PWM 速率的范圍可以從 30Hz 到 31kHz。我選擇了 4kHz。明顯的區(qū)別在于，在第二次示波器捕獲中，可以看到電機(jī)電樞“反沖”到超過電源的電壓。PWM 速率的范圍可以從 30Hz 到 31kHz。我選擇了 4kHz。

電機(jī)控制任務(wù)是一個簡單的誤差反饋回路，由比例和積分校正項組成（定時器 OCR2A、B 寄存器用作 I 項）。我嘗試過使用 D 項，但沒有發(fā)現(xiàn)任何改進(jìn)。也許隨著更快的編碼器更新率，這會改變。該任務(wù)每秒執(zhí)行 20 次。電機(jī)控制軟件編寫在 Arduino IDE 中標(biāo)有“DRV8833”的單獨(dú)選項卡中，以方便更換其他電機(jī)控制器。在將診斷報告打印到 IDE 串行監(jiān)視器時，有時會觀察到電機(jī)速度的“打嗝”，因為在較長的報告期間任務(wù)會暫停。

編碼器

槽編碼器是一個簡單的電路。盡管您可以在 AliExpress 上以 1 美元的價格購買 Arduino 機(jī)器人的插槽編碼器，但我測試過的那些有幾個缺點。最大的問題是它們會反彈。它們很大并且消耗大量電流。該電路消除了運(yùn)算放大器周圍正反饋的反彈。

插槽編碼器是 YAAR 設(shè)計的關(guān)鍵。它們可以實現(xiàn)準(zhǔn)確的速度控制和跟蹤。所示電路結(jié)構(gòu)緊湊、功耗低且無反彈。該電路的工作電壓為 3V 至 6V。

與編碼器一起改進(jìn)的編碼器盤有 50 個孔，而不是通常的 10 個。不幸的是，沒有實用的方法將編碼器盤連接到電機(jī)軸的末端而不是輪軸。盡快獲取盡可能多的速度信息是實現(xiàn)平穩(wěn)低速運(yùn)行的關(guān)鍵。五十個孔是我的激光切割機(jī)能干凈地切割的最大值。圓盤是從 1/16” 層切割而成的。用 2-56 或 2mm 螺釘將圓盤連接到輪軸的另一端。PWB 應(yīng)在 2 盎司的 032 英寸庫存上制造。銅。

編碼器

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編碼器

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電源

電源是一個開關(guān)模式降壓轉(zhuǎn)換器，可將 7.4 伏 2S 鋰聚合物電池調(diào)節(jié)至 5 伏。按下按鈕即可啟動系統(tǒng)電源。關(guān)機(jī)是用同一個按鈕完成的——就像你的電腦一樣。這很重要，因為就像不建議拔掉 PC 上的插頭一樣，也不建議將其用于 Raspberry Pi。為什么不直接關(guān)掉電源？因為 Pi 有很多家務(wù)要做才能關(guān)閉。如果此過程在錯誤的時間中斷，SD 卡文件可能會損壞。電源直接插入 Pi 的 40 針接頭，由 Arduino 控制。請注意，當(dāng)按下按鈕時，配電板的電源是通過按鈕提供的，然后通過二極管到配電板上電源的使能引腳。Arduino 啟動后（大約需要一秒鐘），Arduino 將通過第二個隔離二極管控制使能引腳。

• 直接連接到 Pi 20 排針
• 20 伏最大電池輸入
• 3 安培輸出
• 可調(diào)電位器從 4.95 到 5.48 伏輸出
• 92% 效率
• 2 芯 LiPo 供應(yīng)

帶有附加電源的 Pi

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電源

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電源控制

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該電源基于 Diodes Inc. 的 3 Amp AP62300T 開關(guān)模式穩(wěn)壓器。最初，我將電源設(shè)計為使用 5 Amp Texas Instruments TPS565201 穩(wěn)壓器。然而，在我最初的原型機(jī)開始工作后，我試圖訂購更多，卻發(fā)現(xiàn)交貨時間已經(jīng)延長到一年多。我暗自竊笑，我的小項目助長了汽車行業(yè)的“芯片短缺”。幸運(yùn)的是，AP62300T 幾乎可以直接替代。我對 Raspberry Pi 的所有電流消耗（帶攝像頭）的測量平均不到 1 安培，在 1.75 安培的啟動期間有短暫的偏移，因此 AP62300T 就足夠了。參考電壓和使能引腳控制要求存在細(xì)微差別。此外，還有兩個版本；具有不同參考電壓的“T”和“非 T”版本。沒關(guān)系——原理圖顯示了每個版本的正確電阻。與從速賣通購買的大多數(shù)組件一樣，數(shù)據(jù)表是一廂情愿的想法。中國采購的電容都沒有爆炸，7x7x3 毫米電感器的額定電流似乎普遍超過 5 安培。顯示電阻值時，輸出范圍為 4.95 V 至 5.48 V（使用“T”版本）。調(diào)整微調(diào)電位器時要小心，如果您沒有非導(dǎo)電螺絲刀，請勿在插入 Pi 時進(jìn)行調(diào)整 - 將金屬十字螺絲刀插入插槽會改變電壓。安裝R1后，除非EN引腳拉高，否則電源不會打開，因此請在測試和調(diào)整單元后安裝R1。我已將設(shè)備調(diào)整為 5.1 V，負(fù)載為 5 Ohm。電源將保持穩(wěn)定，除非電池電壓低于 6.5 伏，此時 2 節(jié)鋰聚合物電池將耗盡 90% 以上。AP62300T 的額定最大輸入電壓為 20 伏。

事實證明，控制連接器的最佳方向是 90 度。這掩蓋了電壓調(diào)整微調(diào)器，使調(diào)整乏味。調(diào)整微調(diào)器時關(guān)閉電源。與硬件控制單元的連接如下：

線路調(diào)節(jié)

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負(fù)載調(diào)節(jié)

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電源還提供 I2C 連接器。將電源連接到 Pi 的連接器掩蓋了 SDA 和 SCL 信號，因此它們在 I2C 連接器上與幾個控制信號一起重新創(chuàng)建。

您可能已經(jīng)注意到，電池始終連接到系統(tǒng)，這可能會導(dǎo)致大量漏電流。泄漏電流測量為 10 uA，相當(dāng)于 LiPo 18650 電池的數(shù)年。PWB 應(yīng)在 2 盎司的 032 英寸庫存上制造。銅。最后，因為 Arduino 需要大約一秒鐘才能啟動，所以您必須按住按鈕直到持續(xù)的嗶聲開始或激光二極管開始閃爍，這意味著 Arduino 已經(jīng)啟動。

電源和信號排序

互連電路上電和斷電時必須特別小心。大多數(shù) IC 具有輸入保護(hù)二極管，如部分?jǐn)?shù)據(jù)表原理圖所示。在我們的例子中，Arduino 首先啟動，這意味著 Pi 仍然處于關(guān)閉狀態(tài)。如果 Arduino 試圖向 Pi 上的任何引腳輸出數(shù)字高電平，結(jié)果將是通過輸入保護(hù)二極管短路。這將大大超過 Arduino 的最大輸出電流額定值和 Pi 的輸入電流額定值。但問題還不止于此。一些 IC 容易受到“閂鎖”的影響，這意味著如果在上電期間電流流過體二極管，整個 IC 將像 SCR 一樣將電源短路到地，從而導(dǎo)致尖銳的“砰砰”聲，a一小股煙霧和我們極客非常熟悉的刺鼻氣味。關(guān)閉電源時必須牢記這些相同的注意事項；所有 Arduino 輸出都處于三態(tài)，只有這樣 Pi 才能安全關(guān)閉。您可以通過 SSH / PC 終端鏈接發(fā)送“(K)ill”命令或按下按鈕來執(zhí)行此過程。

輸入保護(hù)二極管

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傳感器單元

傳感器單元由攝像頭、SR-04超聲波距離傳感器、保險杠開關(guān)和激光二極管組成。3D 打印支架專為所有傳感器設(shè)計，以便在安裝到機(jī)器人之前進(jìn)行組裝和接線。

SR-04、攝像頭和保險杠開關(guān)安裝在升高的頭部單元中。這是用 3 毫米螺釘連接到 ECU 的，因此可以向上旋轉(zhuǎn)以訪問下面的連接。安裝相機(jī)時要小心。在組件下面放一塊軟布，否則會損壞鏡頭。

注意：激光二極管模塊包含一個 91 歐姆的電阻器，它會從微控制器輸出中汲取過多的電流 (31 mA)。這必須用一個 150 歐姆的電阻器代替，它將電流限制在 19 毫安。

傳感器接線

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樹莓派

Raspberry Pi 充當(dāng) YAAR 的“大腦”和通信中心。目前命令通過 SSH 通過 Wi-Fi 從 PC 終端 (PuTTY) 發(fā)送到 Pi，然后通過串行鏈路中繼到硬件控制單元。通過連接到 Pi 的攝像頭使用低延遲 UV4L 軟件鏈接到瀏覽器窗口，在 PC 上監(jiān)控進(jìn)度。

在這一點上，我必須承認(rèn)我不是 Python / Linux 程序員。Python 代碼的第一部分是一個簡單的草圖，它監(jiān)控來自 Arduino 的輸入，并在信號變低時執(zhí)行關(guān)機(jī)命令。這是從網(wǎng)絡(luò)上許多地方發(fā)現(xiàn)的按鈕關(guān)閉代碼中提取的一個簡單的黑客攻擊。第二段代碼原則上很簡單，但需要一段時間才能正常工作。基本上，代碼將來自 SSH 端口的任何輸入發(fā)送到 UART，并將從 UART 接收到的任何輸入發(fā)送到 SSH 端口。聽起來很容易，對吧？

機(jī)器人控制

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#!/usr/bin/env python3
# non blocking input from SSH
# without "timeout" any noise will hang program
# This is a Pyton3 sketch, the .py file type is removed so it can be invoked easier


import sys
import select
import serial
from time import sleep


ser = serial.Serial("/dev/ttyS0", 9600, timeout=1) # timeout=1 second


while True:
    while sys.stdin in select.select([sys.stdin], [], [], 0)[0]:
        fromSSH = sys.stdin.readline() #get input string from PC via SSH
    
        if fromSSH:                    # if not empty
            fromSSH += '\n'            # add lf, needed for parseInt()
            toUART = fromSSH.encode('utf-8') # convert utf-8 to bytes
            ser.write(toUART)          # write out ascii bytes
            sleep(0.1)                 # time for Arduino to reply
 
    else:
        if ser.inWaiting() > 0:        # anything from Arduino?
            fromUART = ser.readline()  # '\n' terminated line, bytes
            toSSH = fromUART.decode()  # convert bytes to utf-8 string
            print(toSSH)               # send to PC via SSH

以下是必須在 Pi 上安裝的操作和項目的概述：

• 啟用 Wi-Fi
• 啟用并測試與您的 PC 終端程序的 SSH 通信（PuTTY 主機(jī)名 raspberrypi，端口 22，連接類型 SSH，登錄為：pi，Pi@raspberrypi 的密碼：默認(rèn)為 raspberry，除非您更改它）
• 安裝和測試 Python shutdown.py 代碼——使用接地按鈕進(jìn)行測試
• 使 shutdown.py 在啟動時執(zhí)行
• 安裝和測試 UV4L
• 安裝和測試robot.py——此時你應(yīng)該能夠連接到Y(jié)AAR并通過Wi-Fi/SSH/PuTTY與HCU通信

接線

制作線束。我為 SIG1 使用了一個 18 針 DRH，為 SIG2 使用了一個 24 針 DRH，一個 6 針 SRH 用于連接電源的控制連接器，一個 6 針極化 SRH 用于連接傳感器頭單元的連接器。

雅爾接線

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線束

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機(jī)械的

從機(jī)械上講，YAAR 沒什么好說的——只是測試電子設(shè)備和開發(fā)軟件所需的最低要求。我發(fā)現(xiàn)激光切割 1/8” (3mm) lite ply (3 ply poplar) 是一種快速簡便的車身制造方法。我使用薄的氰基丙烯酸酯膠來組裝膠合板，事先用橡皮筋把它粘在一起。小心不要讓電機(jī)支架周圍或 ECU 安裝區(qū)域有多余的膠水——這些地方非常貼合。

身體

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電機(jī)提出了一個設(shè)計挑戰(zhàn)——在某些電機(jī)和車輪中，電機(jī)與車輪的間隙可能小至 1 毫米（存在相當(dāng)大的差異）。不幸的是，電機(jī)安裝螺釘直接位于擠壓點下方，因此即使電機(jī)安裝在車身外側(cè)，螺釘頭也會在車輪上摩擦。解決方案是設(shè)計一個 3D 打印電機(jī)安裝座，該安裝座用螺釘固定在車身內(nèi)部，并放置在足夠間隙的位置。編碼器底座通過正常的電機(jī)安裝孔連接到電機(jī)底座，以確保編碼器和編碼器盤的正確光學(xué)對準(zhǔn)。組裝電機(jī)/電機(jī)支架/編碼器支架時，注意電機(jī)本體上的小突起與車輪在同一側(cè)（電機(jī)不對稱）。我盡可能使用 3 毫米螺釘并輕敲 3D 打印的 PLA。這導(dǎo)致非常令人滿意的組裝過程。舊臺式電腦可以是 3 毫米螺絲的母線。

有幾個 3D 打印部件：

• 電子控制單元 (ECU) – Pi、HCU 和電池的支架
• 保險杠延長臂 – 延長微動開關(guān)臂
• 保險杠 - 連接車輪前部的兩個保險杠臂延伸件
• 伺服安裝 - 持有轉(zhuǎn)向伺服
• 前叉 – 可容納 1.75” 輪子
• 電機(jī)安裝 - 固定電機(jī)和編碼器安裝
• 傳感器安裝 - 允許在安裝前對傳感器單元進(jìn)行接線

ECU 設(shè)計用于安裝 Raspberry Pi 3B+。Pi 4 需要重新設(shè)計。前叉是為具有 25 個樣條的 TS-53 伺服系統(tǒng)設(shè)計的。不同的伺服系統(tǒng)可能需要重新設(shè)計。我選擇的 TS-53 伺服已經(jīng)過時了。我相信源文件中建議的替代方案更好，但未經(jīng)測試。為了讓 YAAR 旋轉(zhuǎn)到位，伺服必須能夠旋轉(zhuǎn) 180 度。

將微動開關(guān)臂向前彎曲到足以使保險杠在壓下時與前輪脫離。使用制造商最好的朋友 - 熱熔膠將保險杠連接到手臂延伸部分。

測試/調(diào)試

我的第一步是拿出熱熔膠槍，在 Arduino 上的微型 USB 連接器上涂上一團(tuán)膠水。沒有什么比在從板上撕下后看到 USB 電纜末端懸掛的連接器更令人沮喪的了。

首先對 HCU 進(jìn)行基準(zhǔn)測試。將 Arduino 連接到配電板并連接微型 USB。調(diào)用 Arduino IDE 并加載代碼。不要在 HCU 上附加任何其他東西。電源將由 USB 提供。調(diào)用 IDE 串行監(jiān)視器并確認(rèn)顯示菜單。

菜單

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接下來將電機(jī)控制模塊和兩個電機(jī)組件連接到 HCU。可以通過發(fā)送正向和反向命令來測試電機(jī)。請記住，電源由 PC USB 端口供電，因此請限制您的速度。我的果汁以大約 25 厘米/秒的速度耗盡。通過在每個車輪上放一點便利貼來檢查編碼器是否正確運(yùn)行，并通過注意標(biāo)記的相對位置未更改來驗證電機(jī)實際上是否在跟蹤。問題可能是由編碼器和編碼器盤未對準(zhǔn)或被遮擋（或部分遮擋）的槽造成的。

連接傳感器模塊和連接器 SIG2。激光應(yīng)該開始閃爍。超聲波測距儀可以使用報告 3 進(jìn)行測試。

將電源連接到 SIG1 連接器，將 SIG1 連接器連接到 HCU。向電源施加 7.4V 電源。確認(rèn)保險杠開關(guān)和按鈕的正確操作。每當(dāng)進(jìn)入 STOP 狀態(tài)時，HCU 都會發(fā)送一個表示原因的二進(jìn)制代碼 (CODABOPP)：

CODABOPP

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單擊監(jiān)視器中的數(shù)據(jù)輸入窗口并輸入命令，例如“f”表示前進(jìn)，然后輸入“v10”表示速度。有 7 個內(nèi)置診斷報告，例如“x1”，如下圖所示（見插圖）。請注意，基本指令速度為 10 厘米/秒，但每個電機(jī)都在稍微修改指令速度，因為轉(zhuǎn)向任務(wù)試圖保持軌道筆直，Adist = Bdist。

報告 1

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有7個報告：

1 - 電機(jī)信息

2 - 轉(zhuǎn)向

3 - 一般

4 - 平

5 - 旋轉(zhuǎn)

6 - 電源控制

7 - 機(jī)械和菜單

輸入任何沒有預(yù)期參數(shù)的命令都會將該參數(shù)設(shè)置為零，因此調(diào)用報告 0 將關(guān)閉任何活動報告。您將不得不檢查代碼以了解許多列的含義，因為縮寫的標(biāo)題可能是鈍的。

請注意，您的 PC 的 USB 連接器可能限制為 500 mA。接近此限制將導(dǎo)致異常行為。

幾秒鐘后，您將看到顯示器上顯示的命令菜單。命令可以從 IDE 串行監(jiān)視器或 Raspberry Pi 串行端口（通過 SSH 和 PuTTY）發(fā)送到 Arduino。

在您對 HCU 正常運(yùn)行感到滿意后，將電源連接到 Pi 并將 HCU 連接到控制連接器。連接電池（或外部電源）。請記住，當(dāng)連接 Arduino IDE 時，您必須小心不要導(dǎo)致 Arduino 重置，因為這會立即關(guān)閉 Pi 的電源，例如當(dāng)您加載新代碼或調(diào)用監(jiān)視器時。該軟件檢測電池的存在，并僅在存在且充電充足的情況下為 Pi 供電。使用 Raspberry Pi 和 Arduino IDE 進(jìn)行調(diào)試并激活監(jiān)視器可能會很棘手。這是我的啟動程序：

在 PC 上調(diào)用 Arduino IDE，打開相應(yīng)的代碼文件

將 USB 電纜插入 Arduino，這將啟動 Arduino，但不會啟動 Pi

啟用 IDE 串行監(jiān)視器，這將重新啟動 Arduino

如果需要，將新代碼加載到 Arduino

將電池連接到電源板上

禁用然后重新啟用 IDE 串行監(jiān)視器，這將重新啟動 Arduino 和 Pi。將注意到電池的存在，并且 Pi 將通電。

幾秒鐘后，您將看到顯示器上顯示的命令菜單。Pi 大約需要 30 秒才能啟動，之后您可以確認(rèn)視頻鏈接的操作。命令可以從 IDE 串行監(jiān)視器或 Raspberry Pi 串行端口（通過 SSH 和 PuTTY）發(fā)送到 Arduino。

通過按下按鈕或發(fā)送 (K)ill 命令來完成關(guān)機(jī)。等待斷開電池，直到警報停止發(fā)出嗶嗶聲或激光停止閃爍。如果要將新代碼加載到 Arduino 中，請關(guān)閉系統(tǒng)，斷開電池，加載代碼并重新啟動系統(tǒng)。Arduino 和 Pi 之間的通信失敗通常是由電池電量不足引起的。盡管我對在操作過程中關(guān)閉 Pi 進(jìn)行了所有警告，但我的機(jī)器在數(shù)十次意外斷電后仍然幸免于難，沒有發(fā)現(xiàn)任何不良影響。

在調(diào)試 HCU 時，我確實遇到了一個棘手的問題，其特點是電機(jī)在低速時運(yùn)行良好，但在加速時會打嗝或重置。這（終于?。┍蛔粉櫟?20 針 MTRCTRL 連接器上的引腳 1 和 2 與 SIG1 連接器上的接地引腳 1 和 2 之間的弱接地連接。在引腳之間添加 22 號線解決了這個問題。

手術(shù)

YAAR 響應(yīng) 9 個基本命令：

• 停止 - 進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)，電機(jī)將應(yīng)用電機(jī)制動
• 前進(jìn) - 進(jìn)入前進(jìn)狀態(tài)（速度 = 0）
• 反向 - 進(jìn)入反向狀態(tài)（速度 = 0）
• 速度——設(shè)定規(guī)定的速度
• 距離 - 設(shè)置規(guī)定的距離（默認(rèn) = 10 公里）
• 曲線 - 將路徑設(shè)置為以厘米為單位的規(guī)定半徑的右 (+) 或左 (-) 圓
• 右 - 以度數(shù)設(shè)置規(guī)定的新軌道
• 左 - 如果從停止?fàn)顟B(tài)執(zhí)行，YAAR 將原地旋轉(zhuǎn)
• Halt – 設(shè)置速度=0，但保持正向或反向狀態(tài)

命令可以從 Arduino 串行控制臺輸入或由 Raspberry Pi 發(fā)送。一個典型的命令包括進(jìn)入所需的狀態(tài)，然后指定所需的速度。命令不區(qū)分大小寫。每個命令都必須使用 發(fā)送，例如：

f     Enter the forward state
v20   Set speed to 20 cm/sec, begin moving forward

以下命令序列將導(dǎo)致 YAAR 以 30 厘米/秒的速度向后移動 100 厘米：

b     Enter the backup state
d100  Set distance to 100 cm
v30   Set speed to 30 cm/sec, begin moving backward

可以輸入相同的命令序列：

B d100 v30 Use spaces to separate commands, execute upon ENTER

在 YAAR 進(jìn)入前進(jìn)狀態(tài)后，可以使用 R、L 和 C 命令修改路徑。

f      Enter the forward state
v20   Begin forward motion at speed = 20 cm/sec
r45   Change track to the right 45 degrees
c-100 Circle to the left with a radius of 1 meter
r     Change track to right 0 degrees (straight ahead)
s     Enter the stop state
r360  Enter the spin state, rotate in place right 360 degrees

在后備狀態(tài)下不調(diào)用轉(zhuǎn)向任務(wù)，從而導(dǎo)致在反向時對兩個電機(jī)的速度命令相同。

從這里到哪里？

現(xiàn)在，大腦并沒有像中繼通信那樣考慮太多，但可能性是無窮無盡的……首先，正如我所說，我不太習(xí)慣用 Python 編碼。但也許我的第一步是用飛行時間傳感器（如通過 I2C 連接到 Pi 的 VL53L5）替換 SR-04 超聲波距離傳感器。這將導(dǎo)致架構(gòu)改進(jìn)，因為 Pi 將能夠利用空間信息以及簡單的避障。它也會給 Pi 一些思考的東西，這是項目的重點。

之后，以下項目招手；跟隨一個顏色斑點，在房子周圍導(dǎo)航，構(gòu)建一個更大的平臺，遠(yuǎn)程呈現(xiàn)，音頻命令，跟隨一個人……如果有人感興趣，我很想合作擴(kuò)展這個項目的功能。