MicroPython教程之TPYBoard開(kāi)發(fā)板DIY紅外尋跡小車(chē)

ID:130183 · 發(fā)表于 2017-9-22 16:34

　　智能小車(chē)現(xiàn)在差不多是電子競(jìng)賽或者DIY中的主流了，尋跡，壁障，遙控什么的，相信大家也都見(jiàn)得很多了，這次就大家探討一下尋跡小車(chē)的制作方法，不同于以往的是這次的程序不用C語(yǔ)言寫(xiě)，而是要使用python語(yǔ)言寫(xiě)。

　　視頻演示：

　　

　　1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
　　研究智能小車(chē)結(jié)合紅外探頭尋跡前進(jìn)。

　　2.實(shí)驗(yàn)材料

　　TPYBoard開(kāi)發(fā)板1塊（能跑python語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)板，小車(chē)的大腦。）

　　四路紅外感應(yīng)探頭（小車(chē)的眼睛）。

　　數(shù)據(jù)線一根。

　　充電寶一個(gè)（給整個(gè)系統(tǒng)供電）。

　　智能小車(chē)底盤(pán)（包括驅(qū)動(dòng)模塊）。

　　杜邦線若干。

　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備齊了，先來(lái)介紹一下各個(gè)主要部件。

　　2.1PYBoard開(kāi)發(fā)板

　　MicroPython是在單片機(jī)上可以跑的Python，也就是說(shuō)，你可以通過(guò)Python腳本語(yǔ)言開(kāi)發(fā)單片機(jī)程序。由劍橋大學(xué)的理論物理學(xué)家喬治·達(dá)明設(shè)計(jì)。和Arduino類(lèi)似，但MicroPython更強(qiáng)大。MicroPython開(kāi)發(fā)板讓你可以通過(guò)Python代碼輕松控制微控制器的各種外設(shè)，比如LED等，讀取管腳電壓，播放歌曲，和其他設(shè)備聯(lián)網(wǎng)等等。TPYBoard是TurnipSmart公司制作的一款MicroPython開(kāi)發(fā)板，這款開(kāi)發(fā)板運(yùn)行很流暢，關(guān)鍵是價(jià)格很便宜。

　　2.2四路紅外感應(yīng)探頭

　　1、當(dāng)模塊檢測(cè)到前方障礙物信號(hào)時(shí)，電路板上紅色指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)OUT端口持續(xù)輸出低電平信號(hào),該模塊檢測(cè)距離2～60cm，檢測(cè)角度35°，檢測(cè)距離可以通過(guò)電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)，順時(shí)針調(diào)電位器，檢測(cè)距離增加；逆時(shí)針調(diào)電位器，檢測(cè)距離減少。

　　2、傳感器屬于紅外線反射探測(cè),因此目標(biāo)的反射率和形狀是探測(cè)距離的關(guān)鍵。其中黑色探測(cè)距離最小,白色最大;小面積物體距離小,大面積距離大。

　　3、傳感器模塊輸出端口OUT可直接與單片機(jī)IO口連接即可，也可以直接驅(qū)動(dòng)一個(gè)5V繼電器模塊或者蜂鳴器模塊；連接方式：VCC-VCC;GND-GND;OUT-IO

　　4、比較器采用LM339，工作穩(wěn)定；

　　5、可采用3.3V-5V直流電源對(duì)模塊進(jìn)行供電。當(dāng)電源接通時(shí)，綠色電源指示燈點(diǎn)亮。

　　2.3智能小車(chē)底盤(pán)

　　雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，萬(wàn)向輪改變方向。這是實(shí)驗(yàn)中最常用到的小車(chē)底盤(pán)，使用差速的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)彎。配合使用L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，使用方法很簡(jiǎn)單，不多做介紹。

　　3.尋跡原理

　　說(shuō)完了原料的問(wèn)題，下面說(shuō)一下小車(chē)尋跡的原理。

　　3.1紅外探頭的安裝

　　小車(chē)尋跡的原理其實(shí)就光的吸收，反射和散射。大家都知道，白色反射所有顏色的光，而黑色吸收所有顏色的光，這就為小車(chē)尋跡提供了有力的科學(xué)依據(jù)。在小車(chē)的車(chē)頭上安裝上紅外探頭（我是安裝了四個(gè)），一字順序排開(kāi)。哪個(gè)探頭接收不到反射或者散射回來(lái)的光時(shí)，說(shuō)明這個(gè)探頭此時(shí)正在黑色的尋跡帶上。

　　3.2返回信號(hào)的判斷

　　如果要是正前方的探頭接收不到光，那么說(shuō)明小車(chē)此時(shí)走在黑色的尋跡帶上。可以使小車(chē)直線行走。如果左面的探頭接收不到光，那么說(shuō)明小車(chē)左面出現(xiàn)了黑色尋跡帶，此時(shí)小車(chē)應(yīng)該執(zhí)行左轉(zhuǎn)彎。右轉(zhuǎn)彎同左轉(zhuǎn)彎原理。

　　如果要是小車(chē)前面，左面，右面三個(gè)方向全都接收不到光，或者是兩個(gè)方向上的探頭都接收不到光，到底是左轉(zhuǎn)彎，右轉(zhuǎn)彎還是繼續(xù)直行，這個(gè)就要看你自己在程序里怎么做判斷了。

　　4.硬件接線：

　　接線其實(shí)很簡(jiǎn)單四路紅外探頭接線很簡(jiǎn)單，雖然有十八根線，但是有十二根是三根三根的分成四組的，對(duì)應(yīng)著很好接線，剩下的六根，VCC和GND不多說(shuō)了，還有四根是直接接到單片結(jié)IO口上就可以的。 L298N的接線更簡(jiǎn)單了，這里不多介紹。

　　上個(gè)簡(jiǎn)單的幫助理解的原理圖（其實(shí)我們做實(shí)驗(yàn)都是插線，不做PCB圖和原理圖的）。

　　再上個(gè)實(shí)物圖給大家看看。

　　5.運(yùn)行與調(diào)試

　　制作完成后，剩下的就是該調(diào)試了，調(diào)試中應(yīng)該注意細(xì)節(jié)和小車(chē)穩(wěn)定性的優(yōu)化。

　　6.代碼編寫(xiě)

　　再把我寫(xiě)的程序給大家看一下，有需要的可以看一下。

　　源代碼：

import pyb
from pyb import UART
from pyb import Pin
M0 = Pin('X1', Pin.IN)
M1 = Pin('X2', Pin.IN)
M2 = Pin('X3', Pin.IN)
M3 = Pin('X4', Pin.IN)
N1 = Pin('Y1', Pin.OUT_PP)
N2 = Pin('Y2', Pin.OUT_PP)
N3 = Pin('Y3', Pin.OUT_PP)
N4 = Pin('Y4', Pin.OUT_PP)
print('while')
while True:
print('while')
pyb.LED(4).off()
pyb.LED(3).off()
pyb.LED(2).off()
if(M0.value()==1):#檢測(cè)到物體返回0。
pyb.LED(4).on()
pyb.delay(50)
N1.low()
N2.high()
N3.low()
N4.high()
pyb.delay(30)
#pyb.delay(5000)
if(M3.value()==1):#檢測(cè)到物體返回0。
pyb.LED(3).on()
pyb.delay(50)
N1.high()
N2.low()
N3.high()
N4.low()
pyb.delay(30)
if(M2.value()&M1.value()==1):
pyb.LED(2).on()
N1.low()
N2.high()
N3.high()
N4.low()
pyb.delay(70)

復(fù)制代碼

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密碼			立即注冊(cè)

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