第1步：工具和材料

此項目使用了以下工具：

焊鐵和焊絲（鏈接/鏈接）。直流電機已經(jīng)將電線焊接到其端子上。..。..但它最終會斷裂，您可能需要重新焊接它。所以考慮一下好的烙鐵和電線neaby。

EVA泡沫板（或其他非導電材料）。我在這個項目中使用的機器人底盤是鋁制的，電路板安裝在這個金屬部件上。我在電路板和金屬板之間使用了一層泡沫板，以避免可能的短路。

雙面膠帶。它用于將泡沫板粘合到電路板上，并用于安裝H橋模塊。

剪刀，用于剪切一些泡沫板矩形。

我在項目中使用了以下硬件部件：

基于Arduino Uno的開發(fā)板（鏈接/鏈接/鏈接/鏈接）。它被用作機器人的主控制器。它非常易于使用和Arduino IDE編程，非常適合初學者的電子和編程。

L298N雙通道H橋模塊（鏈接/鏈接/鏈接/鏈接）。該模塊允許來自Wemos（或Arduino）的3.3V信號被放大到電機所需的12V。

DIY機器人底盤坦克（鏈接）。這個真棒套件具有制造水箱所需的一切：兩個直流電機，齒輪，軌道，螺栓，螺母等。它已經(jīng)配備了組裝機箱所需的工具，這對初學者來說非常棒！

PS2無線遙控器（鏈接）。該視頻游戲控制器可以無線發(fā)送命令給接收器，接收器可以使用串行通信與微控制器連接。

18650 3.7V電池（x3）（鏈接/鏈接）。我曾經(jīng)給整個電路供電。這個油箱使用12V電機。我使用了三節(jié)串聯(lián)的3.7V電池給它們供電。

3S 18650電池座（鏈接/鏈接/鏈接）。它可以容納三個18650電池系列，并且可以很容易地安裝在水箱后部。

18650電池充電器（鏈接/鏈接）。你的電池最終會耗盡電量。當發(fā)生這種情況時，電池充電器將為您解救。

跳線（鏈接/鏈接）。我用了6個男女跳線來測量h-bridge和Wemos之間的信號，以及2個用于5V和Gnd的男性 - 男性跳線。如果您計劃添加一些傳感器，則可能需要更多。

B型USB電纜。您需要這個來上傳您的代碼。大多數(shù)電路板已經(jīng)有自己的電纜。

上面的鏈接只是建議您可以在哪里找到本教程中使用的項目（也許可以支持我以后的教程）。您可以隨意在其他地方搜索并在您喜歡的本地或在線商店購買。

第2步：組裝機器人

這個項目的第一部分是機器人結(jié)構(gòu)的組裝。

在以前的項目中我開發(fā)了自己的機器人結(jié)構(gòu)，使用方便可訪問的材料（無需復雜的工具，3D打印機或激光切割機）。

后來我決定給一個從網(wǎng)上商店獲得的機器人工具包。

起初看來裝配會很復雜或者我會遇到缺少部件的問題（考慮到組成部件的部件數(shù)量）。但是這個套件讓我很驚訝！在我看來，所有的部件質(zhì)量都很好，并配有幾個備件。因此，在工作臺下方丟失的螺絲將不會使您的項目無法實現(xiàn)，我發(fā)現(xiàn)這是非常好的（特別是在丟失幾個螺釘后）。

另一個積極的一點是，所有的安裝機器人所需的工具包含在套件中（一對艾倫扳手和螺絲刀）。我相信這使得該套件非常適合沒有大量工具的初學者！

作為一個消極的方面，我會強調(diào)缺乏文檔。機器人的裝配手冊（中文電子表格文件）不是非常用戶友好，并且沒有很多在線教程。所以我決定在上面的視頻中記錄組裝機器人的過程！另一個關(guān)注點涉及機器人結(jié)構(gòu)的材料。底座完全由鋁制成，如果印刷電路板的插針接觸框架，可能會導致短路。

您可以使用其他在線套件。您甚至可以制作自己的結(jié)構(gòu)，如下所述。

步驟3：接線電路

機器人背面安裝了一個由三節(jié)18650電池組成的電源組。它為機器人提供11.1V（3 x 3.7V）。這足以為12V直流電機供電。

L298N雙通道H橋用于控制電機。它接收Arduino板的一些5V信號，并為電機提供更高的電壓。它還允許電機在兩個方向上運行，取決于這些輸入信號的組合。

根據(jù)原理圖連接每個設(shè)備。

按照您需要連接的引腳列表：

Arduino Uno輸入/輸出：

數(shù)字引腳3 =》 H橋ENA引腳

數(shù)字引腳5 =》 H橋IN1引腳

數(shù)字引腳4 = 》 H橋IN2引腳

數(shù)字引腳8 =》 H橋IN3引腳

數(shù)字引腳7 =》 H橋IN4引腳

數(shù)字引腳6 =》 H橋ENB引腳

5V引腳=》 H橋5V引腳

Gnd引腳=》 H橋Gnd引腳

數(shù)字引腳10 = 》 PS2接收器引腳6

數(shù)字引腳11 =》 PS2接收器引腳2

數(shù)字引腳12 =》 PS2接收器引腳1

數(shù)字引腳13 =》 PS2接收器引腳7

3.3V引腳=》 PS2接收器引腳5

Gnd引腳=》 PS2接收器引腳4

H-橋輸入/輸出：

ENA引腳=》 Arduino數(shù)字引腳3

IN1引腳=》 Arduino數(shù)字引腳5

IN2 pin =》 Arduino數(shù)字引腳4

IN3引腳=》 Arduino數(shù)字引腳8

IN4 pi n =》 Arduino數(shù)字引腳7

ENB引腳=》 Arduino數(shù)字引腳6

5V引腳=》 Arduino 5V引腳

Gnd引腳=》 Arduino Gnd引腳

Gnd pin =》電池組負極線

12V引腳=》電池組正極線

OUT1 =》右電機負極線

OUT2 =》右電機正極線

OUT3 =》左電機正極線

OUT4 =》左電機負極線

PS2接收器：

引腳1（數(shù)據(jù)）=》 Arduino數(shù)字引腳12

引腳2（命令）=》 Arduino數(shù)字引腳11

引腳4（接地）=》 Arduino Gnd引腳

引腳5（電源）=》 Arduino 3.3V引腳

引腳6（注意）=》 Arduino數(shù)字引腳10

引腳7（時鐘）=》 Arduino數(shù)字引腳13

步驟4：設(shè)置Arduino IDE

對于這個項目，我使用Arduino IDE對Arduino板進行編程。

1。下載并安裝Arduino IDE最新版本

您可以在Arduino的網(wǎng)站上找到適用于Windows，Linux或MAC OSX的最新版本：https：//www.arduino.cc/en/main/software

免費下載，安裝在你的電腦并啟動它。

2。添加庫

在這個項目中，我使用Arduino PS2X庫。

在https://github.com/madsci1016/Arduino-PS2X下載庫。解壓縮文件，并將文件夾復制到Arduino IDE庫/工具文件夾。

。..。..。..。..

現(xiàn)在您的開發(fā)環(huán)境已準備好，讓我們繼續(xù)下一步！

步驟5：PS2無線控制器庫說明

PS2無線控制器是機器人項目的絕佳工具。它有很多按鈕：20個數(shù)字按鈕和2個模擬按鈕。通過這種方式，可以控制機器人。

我使用Bill Porter的PS2X庫（https://github.com/madsci1016/Arduino-PS2X）將控制器連接到Arduino Uno板。

它為控制器定義了一個PS2X類，其中包含一些從操縱桿讀取模擬和數(shù)字輸入的方法。使用以下代碼（在設(shè)置之前或期間）創(chuàng)建此類的對象：

PS2X ps2x;

定義對象后，必須使用以下鏈接將其鏈接到Arduino I/O引腳以下函數(shù)：

error = ps2x.config_gamepad（clock，command，attention，data， pressure？， rumble？）;

如果連接或控制器本身出現(xiàn)問題，此函數(shù)可能會返回一些錯誤。

庫中使用的主要函數(shù)是用于讀取數(shù)字和模擬輸入的。要讀取和數(shù)字輸入，使用以下方法：

ps2x.Button（button）;

其中按鈕是要讀取的按鈕的名稱。每個按鈕都按如下方式進行操作：

方向按鈕：

PSB_PAD_UP = D-pad up按鈕;

PSB_PAD_DOWN = D-pad向下按鈕;

PSB_PAD_LEFT = D-pad左按鈕

PSB_PAD_RIGHT = D-pad右按鈕

動作按鈕：

PSB_GREEN或PSB_TRIANGLE =綠色三角形按鈕

PSB_RED或PSB_CIRCLE =紅色圓圈按鈕

PSB_BLUE或PSB_CROSS =藍色x按鈕

PSB_PINK或PSB_SQUARE =粉紅方形按鈕

觸發(fā)：

PSB_L1 =左側(cè)觸發(fā)按鈕1

PSB_R1 =右側(cè)觸發(fā)按鈕1

PSB_L2 =左側(cè)觸發(fā)按鈕2

PSB_R2 =右側(cè)觸發(fā)按鈕2

棒子：

PSB_L3 =左手按鈕（是的，你可以按下手柄作為按鈕）

PSB_R3 =右鍵按鈕

菜單：

PSB_SELECT =選擇按鈕

PSB_START =啟動按鈕

要讀取棒的模擬值（使用轉(zhuǎn)換器在0到255之間的整數(shù)），請使用以下方法：

ps2x.Analog（stick_axis）;

其中 stick_axis 表示操縱桿和要讀取的方向，如下所示：

PSS_LY =左撇子的y位置

PSS_LX =左撇子的x位置

PSS_RY =右杖的y位置

PSS_RX =右手的x位置

使用這些基本功能，您就可以在項目中使用PS2控制器！在以下步驟中，我展示了一些組合這些按鈕的Arduino草圖示例！

步驟6：草圖＃1 - Dpad按鈕

舊的視頻游戲，如SEGA Master System，Mega Drive和Nintendo SNES，沒有強制敏感按鈕。方向按鈕僅為開/關(guān)按鈕。對于這個例子，我想模仿那些控制臺的舊視頻游戲中的那種控件。

對于第一個Sketch，我使用Dpad按鈕作為機器人的輸入。機器人使用每個按鈕執(zhí)行一項基本動作：向前移動，向右轉(zhuǎn)，向左轉(zhuǎn)或向后移動。

這些按鈕具有二進制輸出。這樣，微控制器只會理解按鈕被按下，但不會理解按下它們的難度。這樣，一旦點擊一個給定的按鈕，電機就會全速運轉(zhuǎn)。

如果按照我的原理圖連接所有電源，你將得到以下輸出：

PSB_PAD_UP =前進

PSB_PAD_DOWN =后退

PSB_PAD_LEFT =左轉(zhuǎn)

PSB_PAD_RIGHT =右轉(zhuǎn)

正如我之前所說，電機將以固定速度移動。向左或向右轉(zhuǎn)動時，電機將在相反的方向上運行，以便機器人繞其軸轉(zhuǎn)動。

Arduino代碼：

下載代碼并在Arduino IDE上打開它。如果您使用相同的引腳排列，您可能不需要更改代碼上的任何內(nèi)容（盡管可能需要，如果電機的方向不同

要上傳代碼，請選擇‘ Arduino/Genuino Uno’板，在計算機的USB端口選擇正確的COM端口，插板并上傳代碼。

上傳完成后，拔掉USB線，然后放上電池。代碼將開始運行并且Arduino板將自動連接PS2操縱桿。首次使用時打開串口監(jiān)視器并檢查連接狀態(tài)。如果無法連接操縱桿，有一些事情應該做：

重置Arduino Uno板。嘗試幾次（對我來說，它通常在第三次復位后工作）;

檢查操縱桿是否打開（和充電電池）。接收器有一些LED指示燈將指示操縱桿是否配對。同時檢查Arduino的RX和TX引腳是否在接收到新命令時閃爍（并更新狀態(tài)串行端口）;

檢查連接。..。..組件之間的跳線可能有問題。

代碼說明：

在這個項目中我只需要使用PS2X_lib.h庫。我在代碼的開頭添加了。

#include

定義連接到h橋的Arduino的引腳。如果您使用我所做的相同連接，您將擁有以下配置。如果您選擇使用不同的引腳，請更新代碼的這一部分。

// These are used to set the direction of the bridge driver.

#define ENA 3 //ENA

#define MOTORA_1 4 //IN3

#define MOTORA_2 5 //IN4

#define MOTORB_1 8 //IN1

#define MOTORB_2 7 //IN2

#define ENB 6 //ENB

在設(shè)置之前聲明了一些全局變量（ p2sx ，錯誤，鍵入和振動）。第一個是PS2X類的實例。連接期間的錯誤狀態(tài)將存儲在錯誤整數(shù)上。 類型和振動將指示控制器的類型（DualShock或GuitarHero控制器）以及是否應根據(jù)給定命令振動。

第一個我在設(shè)置過程中做的事情是配置I/O引腳狀態(tài)（作為輸出）并將使能引腳設(shè)置為低電平。這樣你就可以在啟動時禁用兩個電機，機器人在等待剩下的代碼時不會隨機移動。

// Configure output pins

pinMode（ENA， OUTPUT）;

pinMode（MOTORA_1， OUTPUT）;

pinMode（MOTORA_2， OUTPUT）;

pinMode（ENB， OUTPUT）;

pinMode（MOTORB_1， OUTPUT）;

pinMode（MOTORB_2， OUTPUT）;

// Disable both motors

digitalWrite（ENA，0）;

digitalWrite（ENB，0）;

然后我啟動了串口通訊（用于驗證代碼）。選擇合適的波特率并在串行監(jiān)視器上設(shè)置相同的速度。

// Start serial communication

Serial.begin（57600）;

最后，使用連接到操縱桿接收器的Arduino引腳（分別為時鐘，命令，注意和數(shù)據(jù)）配置ps2x對象。它可能會返回錯誤（顯示在串行監(jiān)視器上）?？刂破鞯念愋鸵矊@示（盡管您可能已經(jīng)知道此時手中的控制器類型：D）。

error = ps2x.config_gamepad（13，11，10，12， true， true）; //setup pins and settings： GamePad（clock， command， attention， data， Pressures？， Rumble？） check for error

// Check for error

if（error == 0）{

Serial.println（“Found Controller， configured successful”）;

}

else if（error == 1）

Serial.println（“No controller found， check wiring or reset the Arduino”）;

else if（error == 2）

Serial.println（“Controller found but not accepting commands”）;

else if（error == 3）

Serial.println（“Controller refusing to enter Pressures mode， may not support it.”）;

// Check for the type of controller

type = ps2x.readType（）;

switch（type） {

case 0：

Serial.println（“Unknown Controller type”）;

break;

case 1：

Serial.println（“DualShock Controller Found”）;

break;

case 2：

Serial.println（“GuitarHero Controller Found”）;

break;

}

在主循環(huán)期間，Arduino將讀取每個D-pad按鈕（UP，DOWN，LEFT和RIGTH）并設(shè)置輸出引腳的不同值，以便移動輪子。快速延遲后，將啟動一個新循環(huán)。

以下部分顯示如果按下UP按鈕，如何向前移動機器人。 MOTORA_1和MOTORA_2引腳定義電機A的旋轉(zhuǎn)方向.ENA將定義是否啟用運動（電機開/關(guān)）。注意它是一個“模擬”輸出（實際上是PWM輸出）。它的值應該介于0和1023之間。這將調(diào)制PWM，并改變h-brigde輸出端的平均電壓（介于0和12V之間）。如果平均電壓太低，電機根本無法移動。

// MOVE FORWARD

if（ps2x.Button（PSB_PAD_UP）） {

digitalWrite（MOTORA_1，LOW）;

digitalWrite（MOTORA_2，HIGH）;

digitalWrite（MOTORB_1，HIGH）;

digitalWrite（MOTORB_2，LOW）;

analogWrite（ENB， 1023）;

analogWrite（ENA， 1023）;

Serial.println（“Move forward”）;

}

如果你按照我的方式連接引腳，你將得到以下輸出：

輸出ENAIN1IN2ENBIN3IN4

FORWARD1023 *LOWHIGH1023 *HIGHLOW

BACKWARD1023 * 《無線電通信/》HIGHLOW1023 *LOWHIGH

RIGHT1023 *HIGHLOW1023 *HIGHLOW

LEFT1023 *LOWHIGH0 *LOWHIGH

STOP0 ***0 ***

*我使用了PWM輸出作為ENA和ENB引腳。這樣，1023表示具有最大長度的脈沖（引腳始終接通），0表示不存在脈沖（引腳始終斷開）。如果在這里使用不同的（較小的）值，則預計電機運行較慢，因為它們的端子中的平均電壓會較小。

第7步：草圖＃2 - 模擬棒和數(shù)字按鈕（L2和R2）

At在給定的時間內(nèi)，所有控制臺都采用了兩根模擬搖桿的操縱桿。這些新的輸入允許力敏感的輸入產(chǎn)生變速動作并在各種視頻游戲中變得流行。

在第二個例子中，我想使用模擬開關(guān)來操縱坦克，并推動一對按鈕作為油門和剎車/倒車。這種配置在許多賽車游戲中非常流行，例如Mario Kart。按下R2按鈕加速水箱，按L2反轉(zhuǎn)，根據(jù)左手的x位置設(shè)定運動方向。

我使用的機器人套件沒有很多慣性（如果電機上的電壓設(shè)置為0V，它將不會保持運動一段時間）。這樣，就無需定義用于制動機器人的命令。

大部分代碼已在前一步驟中說明。一個不同之處在于我定義了兩個存儲每個電機速度的變量（從0到1023）。

int motor_right_speed = 0;

int motor_left_speed = 0;

在主循環(huán)中，Arduino將讀取左搖桿的x位置。它將接收0到255之間的值，并將其映射到-1023和1023之間。

此值將被添加（或減去）到每個電機的速度，以便在速度之間產(chǎn)生差異每個軌道，讓機器人向左或向右轉(zhuǎn)動。

int nJoyL = ps2x.Analog（PSS_LX）; // read left stick

nJoyL = map（nJoyL， 0， 255， 1023， -1023）;

motor_right_speed = 1023;

motor_left_speed = 1023;

if （nJoyL 《 0） {

motor_right_speed = motor_right_speed + nJoyL;

}

if （nJoyL 》 0） {

motor_left_speed = motor_left_speed - nJoyL;

}

如果按下R2按鈕，水箱應向前移動。這樣，Arduino就可以為電機引腳設(shè)置合適的值。 ENA和ENB為每個電機創(chuàng)建“模擬”輸出，其值與每個電機所需的速度成比例（基于左手桿的x位置）。

L2將執(zhí)行類似的操作，但會反轉(zhuǎn)電機的方向。

if（ps2x.Button（PSB_R2）） {

digitalWrite（MOTORA_1，LOW）;

digitalWrite（MOTORA_2，HIGH）;

digitalWrite（MOTORB_1，HIGH）;

digitalWrite（MOTORB_2，LOW）;

analogWrite（ENA， motor_right_speed）;

analogWrite（ENB， motor_left_speed）;

}

if（ps2x.Button（PSB_L2）） {

digitalWrite（MOTORA_1，HIGH）;

digitalWrite（MOTORA_2，LOW）;

digitalWrite（MOTORB_1，LOW）;

digitalWrite（MOTORB_2，HIGH）;

analogWrite（ENA， motor_right_speed）;

analogWrite（ENB， motor_left_speed）;

}

if（！ps2x.Button（PSB_L2） && ！ps2x.Button（PSB_R2）） {

analogWrite（ENA， 0）;

analogWrite（ENB， 0）;

}

如果沒有按下任何按鈕，電機將被禁用。

步驟8：草圖＃3 - 左右模擬棒（差分驅(qū)動器）

這是我的最愛控制坦克的方法（雖然它在資源方面不是最佳的）！這讓我覺得我用雙手控制著一臺真正的大機器！

在這段代碼中，我用兩根木棍來設(shè)定每條軌道的方向和速度。左手桿將命令左側(cè)軌道，右側(cè)手柄將控制右側(cè)軌道。

代碼幾乎與之前描述的相同。但是這次我想要讀取兩根棒的位置：

int nJoyL = ps2x.Analog（PSS_LY）; // read left stick

int nJoyR = ps2x.Analog（PSS_RY）; // read right stick

nJoyL = map（nJoyL， 0， 255， 1023， -1023）;

nJoyR = map（nJoyR， 0， 255， -1023， 1023）;

根據(jù)棒的位置，代碼將設(shè)置數(shù)字引腳以設(shè)置每個電機的方向。/p》

我在啟用（1023）時使用了固定值，但我根據(jù)模擬棒的實際值使用了一個變量值。我定義了一個死區(qū)（+ -50），微控制器將禁用電機。

// Perform movements based on both analog sticks

if（nJoyR》50） {

digitalWrite（MOTORA_1，HIGH）;

digitalWrite（MOTORA_2，LOW）;

analogWrite（ENA， 1023）;

}

if（nJoyR《-50） {

digitalWrite（MOTORA_1，LOW）;

digitalWrite（MOTORA_2，HIGH）;

analogWrite（ENA， 1023）;

}

if （abs（nJoyR）《50） {

analogWrite（ENA， 0）;

}

步驟9：草圖＃4 - 僅限左模擬棒

在此最后一個Sketch應用程序我使用一個操縱桿來控制機器人。它在使用資源方面是優(yōu)勢（你將有很多按鈕可以配置不同的動作），但很難理解。

每個軌道的速度在x和x上有所不同。 y操縱桿的位置。這樣，可以在每個軌道上應用不同的速度，并以不同的速度/方向移動機器人。

第10步：最后的注意事項

我為這個項目付出了很多努力，使其盡可能清晰和有教育意義。如果你喜歡它，請不要忘記“喜歡”和“分享”它。你的支持對我來說非常重要！ ：D