在“當(dāng)圓夢(mèng)小車遇上 Arduino ……”一文中，就提出了設(shè)計(jì)一款 Arduino 小車控制器的想法，如今兌現(xiàn)了!
在設(shè)計(jì)過程中，隨著對(duì) Arduino 了解的深入，又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)基于PC機(jī)的開源平臺(tái)：
Processing!
基于這個(gè)編程感覺又回到了 DOS 時(shí)代的 Basic，環(huán)境十分簡(jiǎn)潔，不像目前基于 Windows 的開發(fā)環(huán)境，光環(huán)境設(shè)置就足以讓初學(xué)者卻步。
Processing 雖說(shuō)延續(xù)了 Basic 的那種簡(jiǎn)潔，但對(duì) windows 帶來(lái)的資源優(yōu)勢(shì)卻絲毫沒有忽略，可以十分方便的操控屏幕畫圖，獲取鼠標(biāo)信息，乃至方便的視覺處理……，并未因簡(jiǎn)單而“無(wú)能”，摒棄了繁瑣的環(huán)境設(shè)置后，可以讓你將思維集中于控制邏輯的構(gòu)思以及算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的嘗試。
最美好的是，Processing 和 Arduino 有著密切的關(guān)聯(lián)，它們同出一門。
為了讓它們之間能夠“親密無(wú)間”，小車設(shè)計(jì)了一個(gè)無(wú)線通道，對(duì)應(yīng)的在PC側(cè)設(shè)計(jì)了無(wú)線適配器，使之通過無(wú)線可以暢快的交流。
小車由以下兩部分組成：
控制板核心是 Arduino 控制器，使用Mega328P：
從圖中可以看出，用無(wú)線通道代替了Arduino標(biāo)準(zhǔn)的USB轉(zhuǎn)UART接口，使通訊和程序下載均變?yōu)闊o(wú)線方式。
PC側(cè)的無(wú)線適配器細(xì)節(jié)如下：
可以看出，相當(dāng)于將原來(lái)的UART連線斷開，兩側(cè)各插入了一個(gè)無(wú)線模塊，是有線方式的UART連接變成無(wú)線方式。這對(duì)小車很重要，因為小車需要移動(dòng)，拖著尾巴會(huì)大大降低使用體驗(yàn)。
注意：小車控制板元件是安裝在背面的，表面很“平整”，為何？
是為了這個(gè)：
看了后面的內(nèi)容就知道了^_^ 小車使用 4節(jié) 7號(hào) NiH 電池供電，因?yàn)?4 節(jié)充電電池電壓不足 5V，為保證 Arduino 控制器可靠工作，配置了電源管理電路，內(nèi)含升壓穩(wěn)壓，保證 5V 供應(yīng)。同時(shí)為方便使用，內(nèi)置了充電電路，可以方便的直接在小車上充電。 之所以沒有選擇鋰電池，主要是從安全角度考慮，尤其是自帶充電。 未來(lái)是軟件的世界，硬件設(shè)計(jì)已由少數(shù)人所完成，多數(shù)人只是基于現(xiàn)成的硬件編寫軟件，使其具有不同的功能。PC 時(shí)代已見端倪，而 iPhone、iPad 則將此推向極致。 從就業(yè)角度，未來(lái)軟件外包將成趨勢(shì)，國(guó)人在軟件上就業(yè)的機(jī)會(huì)將大于其它任何形式。 而編程學(xué)習(xí)通常很枯燥，無(wú)工作需求時(shí)少有人問津，導(dǎo)致編程水平難以提高。 期望小車能使編程變得有趣，讓你在娛樂中不斷提高自己。 其次： 如今娛樂東西很多，有PK反應(yīng)的，PK智力的，PK手眼協(xié)調(diào)的，還有一些完全滿足身體需求的…… 小車主要“娛樂”模式 一、全局視覺定位 典型的項(xiàng)目就是“機(jī)器人足球”: 二、局部視覺導(dǎo)航 利用與 Arduino 同門的 PC 開源平臺(tái)：Processing ，就可以方便的實(shí)現(xiàn)上述需求，有很多愛好者分享的視覺處理庫(kù)可以嘗試，由于是開源，會(huì)不斷有新資源分享，使你的學(xué)習(xí)過程可以不斷持續(xù)、深入。 為何如此構(gòu)思？ 此次小車設(shè)計(jì)放棄了傳感器，將機(jī)器視覺作為小車的全部信息來(lái)源，相當(dāng)于人的眼睛。 小車使用傳感器主要是知道自己的位置及環(huán)境，如今機(jī)器視覺已不稀罕，借助于PC和攝像頭，很容易實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別。為降低難度，還可在小車上貼色標(biāo)，圖像識(shí)別變成了最簡(jiǎn)單的色塊捕捉。 微軟的Kinect出現(xiàn)，證明了這是趨勢(shì)。 之所以將小車設(shè)計(jì)的很小，就是為了便于攝像頭的捕捉，因?yàn)閿z像頭的拍攝區(qū)域有限。 以往 Windows 下實(shí)現(xiàn)圖像采集和識(shí)別是比較專業(yè)的事，使用了 Processing，事情變得極為簡(jiǎn)單。 之所以沒有采用藍(lán)牙，是因?yàn)樗{(lán)牙實(shí)現(xiàn)廣播困難，而所構(gòu)思的活動(dòng)形式需要以廣播方式發(fā)送坐標(biāo)。 特別聲明！ 本小車所期望構(gòu)建的是娛樂平臺(tái)，而非應(yīng)對(duì)專業(yè)的“機(jī)器人足球”比賽！按照目前的價(jià)位，連一個(gè)專業(yè)足球機(jī)器人的電機(jī)都買不來(lái)，當(dāng)然性能也就沒法和專業(yè)的足球機(jī)器人相比。 在所有機(jī)器人活動(dòng)中，唯有“機(jī)器人足球”最有趣，最具挑戰(zhàn)性，同時(shí)也最有延伸的空間，不會(huì)像許多比賽內(nèi)容，很快進(jìn)入“飽和”狀態(tài)，很難再提升。目前的“智能車大賽”就有此跡象。 做此小車是想讓“機(jī)器人足球”比賽走下圣殿，成為像棋、牌、桌球一樣的百姓娛樂內(nèi)容，在娛樂中順帶提高素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)“學(xué)有趣，玩有益”！ 以下方式供參考： 1、在前后壁上打孔，固定銅柱： 2、有了這些支點(diǎn)，傳感器可以按如下方式安裝： 如果想加裝小機(jī)械手之類的設(shè)施，可利用： Arduino 控制板上的2個(gè)固定螺絲是經(jīng)過銅柱固定在底盤上的，所以比較牢固。 還可以： 在這樣一個(gè)小平臺(tái)上，做上述擴(kuò)展應(yīng)該夠了吧？ 結(jié)語(yǔ)： 小車只是一個(gè)平臺(tái)。 作為學(xué)生，可以把它看成一個(gè)工程“應(yīng)用題”，期望能幫助你學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決問題，但不失趣味！ 作為玩家，可以把它看成一個(gè)“可編程玩具”，讓你隨時(shí)可以活動(dòng)活動(dòng)大腦，但不完全是消遣！就像打球，娛樂之外還可健身。 換一種心態(tài)編程，或許能更好的發(fā)揮，刺激出靈感。 Arduino 是開源的，雖說(shuō)所服務(wù)的是非專業(yè)人士，但編寫 Arduino的絕非等閑之輩，源程序中也許有你需要的思想。 由于 Arduino的簡(jiǎn)化，使很多不想糾纏于Datasheet、但又想操控硬件與現(xiàn)實(shí)交互的人有了可能。 同時(shí)還是很好的啟蒙手段，可以陪孩子玩。目前教育中怪題、難題將孩子訓(xùn)練得熱衷于“劍走偏鋒”，而大量的選擇式答題導(dǎo)致孩子思維無(wú)序，編程將使孩子“跳躍”的思維重歸條理。 但愿小車能物盡其用！
小車設(shè)計(jì)初衷：
首先：
為學(xué)習(xí)編程者提供有趣的編程素材。
創(chuàng)建首款（至少我沒有聽說(shuō)過）將編程作為PK內(nèi)容的娛樂平臺(tái)。
在無(wú)處不使用電腦的世界中，卻獨(dú)缺一個(gè)PK編程水平的游戲，希望這個(gè)平臺(tái)能補(bǔ)上這個(gè)缺！
用PC攝像頭拍攝小車的活動(dòng)區(qū)域，基于小車上的色標(biāo)獲取小車的位置，通過無(wú)線通道發(fā)送給小車。
將無(wú)線攝像頭(建議選用模擬的)安裝在小車上，攝像頭的無(wú)線通道將圖像傳送至PC，由PC上的程序負(fù)責(zé)圖像識(shí)別等處理，將處理結(jié)果再通過小車的無(wú)線通道送回小車。實(shí)現(xiàn)一般傳感器所能達(dá)到的功能，如走軌跡，避障。
智能小車算是“機(jī)器人”的一種。而提到“機(jī)器人活動(dòng)”，立刻想到的是“走軌跡”、“避障”等，糾纏于各類傳感器，編程反被忽視。由于傳感器的局限性(缺錢、沒時(shí)間)，很多想法只能放棄，使活動(dòng)總在低水平上重復(fù)。
無(wú)線通訊也是為此服務(wù)，實(shí)現(xiàn)PC 和小車的信息交互。
不過，可能還是有客戶希望加裝傳感器，這個(gè)小車上可以嗎？
