工程師制作:Arduino開發(fā)板DIY智能小車 - 全文

想成為一個(gè)機(jī)器人達(dá)人，入門之物都少不了一輛智能小車。而面對(duì)動(dòng)輒一套上千的商品級(jí)智能車，用Arduino開發(fā)板DIY一輛小車無疑是更加實(shí)用和經(jīng)濟(jì)的選擇。愛DIY，愛機(jī)器人，就一起來動(dòng)手證明你自己吧。

DIYer:	ifeller
制作時(shí)間:	2天
制作難度:	★★★★☆
GEEK指數(shù):	★★★★☆

想必每位有志于在機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展，為人類未來創(chuàng)造更加美好生活的有志之士（廢話也是必不可少的）入門必不可少接觸的一個(gè)練手之物便是智能小車，但是，一套現(xiàn)成的智能小車全套下來要上千大洋，所以我覺得我自己可以動(dòng)手DIY一臺(tái)這樣神車出來，一來滿足一下我練手的需要，二來將本人用萬能板制作Arduino擴(kuò)展板的經(jīng)驗(yàn)介紹給大家。愛DIY，愛機(jī)器人，就一起來動(dòng)手證明一下你自己吧。不當(dāng)之處望大家指正。

雙向電梯

1???材料和工具

2???結(jié)構(gòu)制作部分

3???電路制作部分

4???程序部分

1???材料和工具

工具如圖

材料：

360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)舵機(jī)兩個(gè)

鋁合金型材若干

萬向輪*1

arduino核心板*1

ST188光電傳感器*2

LM339N電壓比較器*1

103電位器*4

IN4007二極管*1

發(fā)光二極管*5

L7805CV*3

47uf電解電容6

107鉭電容*1

1K電阻*5

10K電阻*4

微動(dòng)開關(guān)*2

11.1V鋰電池*1（航模用，不用擔(dān)心功率不足）

各種杜邦線、插頭若干（用起來方便到爆）

部分零件圖

2???結(jié)構(gòu)制作部分

加工好的全部的鋁合金組件（全部手工）

機(jī)械結(jié)構(gòu)組裝好后就基本成型了，黑色的是絕緣電工膠帶，便于安放各種電路板。

這個(gè)輪子是在街上買的萬向輪然后把輪子單獨(dú)拆了下來，輪子厚20mm，直徑50mm。

輪子通過舵機(jī)的擺臂固定上，這樣很方便的連接舵機(jī)。

萬向輪裝上去，萬向輪高35mm，后面?zhèn)z輪子裝到舵機(jī)上底板正好離地35mm，萬向輪裝上去正好合適，很幸運(yùn)。

順便說下，上圖中前面那個(gè)桿是用來安裝光電傳感器的，由于沒法直接打上孔往上裝，必須解決跟萬向輪凸起的那個(gè)沖突，我就畫上一個(gè)弧線然后用銼磨了出來，磨出來還很滿意。

這個(gè)構(gòu)件是裝中間兩個(gè)光電傳感器的（這兩個(gè)光電傳感器視功能可選）

3???電路制作部分

這我從網(wǎng)上買的光電傳感器及其基于LM339N的電壓比較器。

但是用買來的光電傳感器各種測(cè)試不理想，而且還得用導(dǎo)線跟Arduino連接，所以我就有了自己DIY的念頭。我專門花一周時(shí)間學(xué)習(xí)了Altium designer 9,所以參考別人的光電傳感器電壓比較強(qiáng)模塊我畫了原理圖也大致用PCB規(guī)劃了一下走線，然后用萬能板焊接，這個(gè)過程之后還是相當(dāng)有成就感的。

光電傳感器模塊

Header2方便接跳線帽，可以選擇是加電就返回信號(hào)，還是對(duì)發(fā)光二極管控制才返回信號(hào)，我用的加電就返回信號(hào)。

模塊的走線規(guī)劃。

光電傳感器由發(fā)射二極管和接收管組成，A、K是紅外發(fā)射二極管的正負(fù)極，C、E是接收管的正負(fù)極。

只要A極接高電平、K極接低電平，紅外發(fā)射管就能發(fā)出紅外線?？梢栽趥鞲衅骷由贤鈬娐穪頇z測(cè)接收管的信號(hào)，進(jìn)而確定是否接受到反射回來的紅外線，如上圖圖右下方的器件工作示意圖。

所謂電壓比較的原理就是給任一輸入端一個(gè)參考電壓（通過轉(zhuǎn)動(dòng)電位器來改變參考電壓的值），我的原理圖中給IN-輸入?yún)⒖茧妷?，?dāng)IN+的電壓高于IN-時(shí)，OUT為低電平，反之亦然，IN+僅需與IN-相差mV就能在OUT端得到比較結(jié)果。

在做Arduino擴(kuò)展板的時(shí)候一定要對(duì)各端口的使用有個(gè)大致的規(guī)劃，其實(shí)我覺得Arduino核心板的設(shè)計(jì)是不太理想的。

大家都知道，萬能板相鄰兩孔的間距是標(biāo)準(zhǔn)的100mil也就是2.54mm,圖中b= 5.08mm，圖中2.54＜a＜5.08，這就很尷尬，導(dǎo)致我之前焊的萬能板如果要同時(shí)用0-7和8-13口的時(shí)候，板子需要很費(fèi)勁的插上去，并且插上去萬能板就彎曲了。

所以我為了避免那樣的情況再次發(fā)生，我板子里的端口只用了0-7和A0-A5（A口也可以做數(shù)字輸入輸出，端口為14-19），還有VIN-RESET。

電壓比較器原理圖

注：擴(kuò)展板上加一個(gè)復(fù)位開關(guān)是非常方便調(diào)試的。

用萬能板焊好的電路，這個(gè)電路焊完非常有成就感，對(duì)于萬能板來說應(yīng)該密度還挺高的。

考慮到給舵機(jī)供電的原因，我決定給每個(gè)舵機(jī)獨(dú)立用7805供電，還好L7805CV的電流最大有1A，完全能滿足舵機(jī)的需求，這個(gè)板我稱作基礎(chǔ)動(dòng)力電源擴(kuò)展板，預(yù)留了超聲波接口和一個(gè)多余的舵機(jī)口，所以這個(gè)板用來實(shí)現(xiàn)超聲波壁障也是沒問題的。

都焊過前面那個(gè)板子了，焊這個(gè)板子當(dāng)然是小菜一碟了。

插上調(diào)試，我的兩個(gè)用萬能板焊的板子沒有任何問題，在佩服自己的同時(shí)也再次自信一下吧！

將電路裝到小車上，開始調(diào)試……

4???程序部分

（時(shí)間倉促，未精調(diào)，只是實(shí)現(xiàn)功能）供大家參考：

先定義各接口

int lled = 7;
int rled = 4;
int lmotor = 19;
int rmotor = 18;
int rdate = 0;
int ldate = 0;
int ledpin = 14;
int l = 0;
int r = 0;
int a = 0;
int b = 0;
int c = 0;
int e = 0;
void setup()
{
 pinMode(lled,INPUT);
 pinMode(rled,INPUT);
 pinMode(lmotor,OUTPUT);
 pinMode(rmotor,OUTPUT);
 pinMode(ledpin,OUTPUT);
}
void run()
{
   for(int i = 0;i < a;i ++)
   {
     digitalWrite(lmotor,HIGH);
     delayMicroseconds(ldate);
     digitalWrite(lmotor,LOW);
     digitalWrite(rmotor,HIGH);
     delayMicroseconds(rdate);
     digitalWrite(rmotor,LOW);
     delay(18);
   }
}
void loop()
{
 l = digitalRead(lled);
 r = digitalRead(rled);
 if ((l == HIGH) || (r == HIGH))
   digitalWrite(ledpin,HIGH);
 else
   digitalWrite(ledpin,LOW);
 if((l == HIGH)&&(r == HIGH))
 {
   while((l == HIGH)&&(r == HIGH))
     {
       l = digitalRead(lled);
       r = digitalRead(rled);
     }
 }
 else if(l == HIGH) //左邊兒檢測(cè)到黑線，左轉(zhuǎn)
 {
   ldate = 1480;
   rdate = 1630;
   a = 10;

 }
 else if(r == HIGH) //右邊兒檢測(cè)到黑線，右轉(zhuǎn)
 {
     ldate = 1350;
     rdate = 1500;
     a = 10;

 }
 else
 {
   ldate = 1300;
   rdate = 1730;
   a = 1;
 }

   run();
}

上圖若干：