[詳細實例]MicroPython拼插編程實戰：DIY一臺會思考的壁障車

ID:130183 · 發表于 2018-9-8 10:12

在日常生活中，大家會經常見到各種各樣的遙控車，它需要我們人為的操作，控制它的前進、后退和轉彎。今天就帶大家認識一個不一樣的新朋友--“會思考的避障車”。“會思考的避障車”和我們平時的遙控車最主要的區別就是智能化，它可以不需要我們去操控，自己就能行走。同時它還會實時檢測前方是否有障礙物，思考自己是否要前進或者轉彎。看到這里，是不是已經躍躍欲試了呢。話不多說，動起手來吧！

一、所需器材：

1、TurnipBit開發板 1塊（TB上可以買到）
2、下載數據線 1條
3、智能小車套件 1套（底盤、車輪、電機等）
4、超聲波模塊（HC-SR04）1個（用作小車的“眼睛”）
5、L298N電機驅動模塊 1個
6、接入互聯網的電腦 1臺（推薦使用Google Chome或者Firefox瀏覽器）

二、壁障車的組裝

第一步，先把小車底板、緊固件、碼盤的黃色保護紙撕掉，然后把緊固件插入小車底板。

第二步，安裝碼盤，并把電機固定于底板。碼盤軸心一面大一面小，大的一面往電機軸插（注意：電機引線銅片朝向內側，即碼盤一端）。

第三步，插入螺絲，把電機固定到小車底板，并擰上螺帽。

第四步，插入螺絲，固定電池盒。本實驗中這一步可以省略，我們使用充電寶進行供電。

第五步，放入銅柱，擰緊8個螺絲固定萬向輪，手捏住電機（保護緊固件），并往里面插入輪子，組裝完成。

最后，我們來看一下組裝完成的效果圖。

三、電機驅動和超聲波的安裝

硬件的連接，主要是各引腳間的連接。具體為（詳見下表）：超聲波模塊共4個引腳，分別是VCC、GND、Trig和Echo。VCC接TurnipBit擴展板的+5V引腳，GND接TurnipBit擴展板的GND引腳，Trig觸發引腳接P5，Echo回傳引腳接P8。L298N電機驅動模塊左側OUT3、OUT4接線端子對應接入左輪電機的下側、上側側銅片，右側也是。L298N的輸入端IN1、IN2、IN3、IN4分別接入擴展板的P19、P13、P12、P11。最后，本實驗利用充電寶進行供電，只需將充電板通過usb線連接TurnipBit開發板的microusb口即可。

四、拼插編程

步驟1：因為P11和P12控制一個車輪，P13和P19控制一個車輪，只需要給相應車輪的P12和P19高電平，另外兩個引腳低高平，避障車兩個車輪就會轉動，如果此時轉動方向兩個輪子不同或者是向后，說明你在連線時沒有注意連接的L298N的引腳，只需要調換一下，避障車就會向前走，如下圖。

步驟2：添加一個死循環，使程序一直運行。

步驟3：接下來就需要完成檢測障礙物的功能，這部分需要超聲波模塊來實現。我們需要在死循環內添加障礙物檢測的內容，讓避障車一直不斷的檢測與前方障礙物的距離。

步驟4：為了更簡單、方便、快捷的實現功能，我們采用計數的方式，測量一個大概的距離，然后進行判定是否進行避障。細心的同學可能會發現我們在程序一開始的時候定義了一個num的變量，我們就用num來計數。當引腳8為高電平時，表示超聲波模塊的echo進入接收模式，我們就不斷的讓num自加1，一直等到超聲波模塊接收到返回的信號，即引腳8為低電平時，停止計數。這里的num就能反映出當前小車與障礙物之間的距離。這里以25厘米為安全距離進行測試，發現num的數值為8。于是說明，如果小車與障礙物之間的距離小于25厘米時，num就小于8。所以程序中判斷如果num的值小于或等于8時，就進行轉向避障。

步驟5：到此，會思考的避障車已經完成了。為了讓避障車更加炫酷，我們可以使用LED屏來動態顯示當前避障車行駛的方向。方法是在小車做出轉向動作前，先用箭頭來顯示轉向的方向，然后再做動作。

步驟6：將程序名修改成turnipbit-car，點擊【下載hex】按鈕將程序保存到電腦里。把保存的turnipbit- car.hex文件拖入TurnipBit磁盤中，我們會看到TurnipBit板子上的燈在閃爍，說明正在下載到控制板中。下載成功后，將TurnipBit正確插入TurnipBit擴展板的金手指卡槽內，開始啟動避障車吧。

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