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標題: MicroPython教程之TPYBoard開發板DIY紅外尋跡小車 [打印本頁]
作者: bodasister    時間: 2017-9-22 16:34
標題: MicroPython教程之TPYBoard開發板DIY紅外尋跡小車
　　智能小車現在差不多是電子競賽或者DIY中的主流了，尋跡，壁障，遙控什么的，相信大家也都見得很多了，這次就大家探討一下尋跡小車的制作方法，不同于以往的是這次的程序不用C語言寫，而是要使用python語言寫。

　　視頻演示：

　　http://v.youku.com/v_show/id_XMTcwNzQ5ODcxNg==.html

　　1.實驗目的

　　研究智能小車結合紅外探頭尋跡前進。

　　2.實驗材料

　　TPYBoard開發板1塊（能跑python語言的開發板，小車的大腦。）



　　四路紅外感應探頭（小車的眼睛）。

　　數據線一根。

　　充電寶一個（給整個系統供電）。

　　智能小車底盤（包括驅動模塊）。

　　杜邦線若干。

　　實驗目的和實驗材料準備齊了，先來介紹一下各個主要部件。

　　2.1PYBoard開發板

　　MicroPython是在單片機上可以跑的Python，也就是說，你可以通過Python腳本語言開發單片機程序。由劍橋大學的理論物理學家喬治·達明設計。和Arduino類似，但MicroPython更強大。MicroPython開發板讓你可以通過Python代碼輕松控制微控制器的各種外設，比如LED等，讀取管腳電壓，播放歌曲，和其他設備聯網等等。TPYBoard是TurnipSmart公司制作的一款MicroPython開發板，這款開發板運行很流暢，關鍵是價格很便宜。

　　2.2四路紅外感應探頭

　　1、當模塊檢測到前方障礙物信號時，電路板上紅色指示燈點亮，同時OUT端口持續輸出低電平信號,該模塊檢測距離2～60cm，檢測角度35°，檢測距離可以通過電位器進行調節，順時針調電位器，檢測距離增加；逆時針調電位器，檢測距離減少。

　　2、傳感器屬于紅外線反射探測,因此目標的反射率和形狀是探測距離的關鍵。其中黑色探測距離最小,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IO口連接即可，也可以直接驅動一個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，工作穩定；

　　5、可采用3.3V-5V直流電源對模塊進行供電。當電源接通時，綠色電源指示燈點亮。

　　2.3智能小車底盤

　　雙電機驅動，萬向輪改變方向。這是實驗中最常用到的小車底盤，使用差速的方法進行轉彎。配合使用L298N電機驅動模塊，使用方法很簡單，不多做介紹。

　　3.尋跡原理

　　說完了原料的問題，下面說一下小車尋跡的原理。

　　3.1紅外探頭的安裝

　　小車尋跡的原理其實就光的吸收，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，這就為小車尋跡提供了有力的科學依據。在小車的車頭上安裝上紅外探頭（我是安裝了四個），一字順序排開。哪個探頭接收不到反射或者散射回來的光時，說明這個探頭此時正在黑色的尋跡帶上。

　　3.2返回信號的判斷

　　如果要是正前方的探頭接收不到光，那么說明小車此時走在黑色的尋跡帶上�？梢允剐≤囍本�行走。如果左面的探頭接收不到光，那么說明小車左面出現了黑色尋跡帶，此時小車應該執行左轉彎。右轉彎同左轉彎原理。

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

　　4.硬件接線：

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

　　上個簡單的幫助理解的原理圖（其實我們做實驗都是插線，不做PCB圖和原理圖的）。




　　再上個實物圖給大家看看。




　　5.運行與調試

　　制作完成后，剩下的就是該調試了，調試中應該注意細節和小車穩定性的優化。

　　6.代碼編寫

　　再把我寫的程序給大家看一下，有需要的可以看一下。

　　源代碼：
  1. import pyb
  2. from pyb import UART
  3. from pyb import Pin

  5. M0 = Pin('X1', Pin.IN)
  6. M1 = Pin('X2', Pin.IN)
  7. M2 = Pin('X3', Pin.IN)
  8. M3 = Pin('X4', Pin.IN)
  9. N1 = Pin('Y1', Pin.OUT_PP)
  10. N2 = Pin('Y2', Pin.OUT_PP)
  11. N3 = Pin('Y3', Pin.OUT_PP)
  12. N4 = Pin('Y4', Pin.OUT_PP)

  14. print('while')
  15. while True:
  16.     print('while')
  17.     pyb.LED(4).off()
  18.     pyb.LED(3).off()
  19.     pyb.LED(2).off()
  20.     if(M0.value()==1):#檢測到物體返回0。
  21.         pyb.LED(4).on()
  22.         pyb.delay(50)
  23.         N1.low()
  24.         N2.high()
  25.         N3.low()
  26.         N4.high()
  27.         pyb.delay(30)
  28.         #pyb.delay(5000)
  29.     if(M3.value()==1):#檢測到物體返回0。
  30.         pyb.LED(3).on()
  31.         pyb.delay(50)
  32.         N1.high()
  33.         N2.low()
  34.         N3.high()
  35.         N4.low()
  36.         pyb.delay(30)
  37.     if(M2.value()&M1.value()==1):
  38.         pyb.LED(2).on()
  39.         N1.low()
  40.         N2.high()
  41.         N3.high()
  42.         N4.low()
  43.         pyb.delay(70)
復制代碼









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