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Micropython:TPYBoard开发板制作红外防坠落小车

bodasisiter
 bodasisiter
发布于 2016/12/29 10:31
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      [Micropython]TPYBoardV10X 红外防坠落小车智能小车现在差不多是电子竞赛或者DIY中的主流了,寻迹,壁障,遥控什么的,相信大家也都见得很多了,这次就大家探讨一下防坠落小车的制作方法,不同于以往的是这次的程序不用C语言写,而是要使用python语言写。下面给大家看一下视频演示:

    1.实验目的

    研究智能小车结合红外探头寻迹前进。

    2.实验材料

    TPYBoard开发板1块(能跑python语言的开发板,小车

    的大脑)

    四路红外感应探头(小车的眼睛)

    数据线一根。

    充电宝一个(给整个系统供电)

    智能小车底盘(包括驱动模块)

    杜邦线若干

    实验目的和实验材料准备齐了,先来介绍一下各个主要部件。

    2.1 TPYBoard开发板

    MicroPython是在单片机上可以跑的Python,也就是说,你可以通过Python脚本语言开发单片机程序。 由剑桥大学的理论物理学家乔治·达明设计。和Arduino类似,但Micro Python更强大。 MicroPython开发板让你可以通过Python代码轻松控制微控制器的各种外设,比如LED等,读取管脚电压,播放歌曲,和其他设备联网等等。TPYBoard是TurnipSmart公司制作的一款MicroPython开发板,这款开发板运行很流畅,关键是价格很便宜。详细信息可参考其官网http://www.micropython.net.cn

    2.2 四路红外感应探头

    1、当模块检测到前方障碍物信号时,电路板上红色指示灯点亮,同时OUT端口持续输出低电平信号,该模块检测距离2~60cm,检测角度35°,检测距离可以通过电位器进行调节,顺时针调电位器,检测距离增加;逆时针调电位器,检测距离减少。

    2、传感器属于红外线反射探测,因此目标的反射率和形状是探测距离的关键。其中黑色探测距离最小,白色最大;小面积物体距离小,大面积距离大。

    3、 传感器模块输出端口OUT可直接与单片机IO口连接即可, 也可以直接驱动一个5V继电器模块或者蜂鸣器模块;连接方式: VCC-VCC;GND-GND;OUT-IO。

    4、比较器采用LM339,工作稳定;

    5、可采用3.3V-5V直流电源对模块进行供电。当电源接通时, 绿色电源指示灯点亮。

    2.3 智能小车底盘

    双电机驱动,万向轮改变方向。这是实验中最常用到的小车底盘,使用差速的方法进行转弯。配合使用L298N电机驱动模块,使用方法很简单,不多做介绍。

    3.寻迹原理

    说完了原料的问题,下面说一下小车寻迹的原理。

    3.1红外探头的安装

    小车寻迹的原理其实就光的吸收,反射和散射。在小车的前端有安装孔,使用螺丝把红外传感器固定在安装孔上。保持发射端和接收端都保持竖直向下。

    3.2返回信号的判断

    在上面已经说了,红外探头在检测到物体存在的时候,在OUT端会持续的输出低电平。那么调节调距电阻,调节到一个适合的检测距离。在小车行驶路面检测到物体的时候,说明是前面是有路的,不是悬空的。那么小车 保持直行。如果前方检测到没有返回,没返回说明没有检测到物体,妈就说明前面是没有路的,是悬空的,那么小车就先进行后退,在进行右转(也可以左转,也可以一次右转一次左转,这个比较随意。)。

    4.硬件接线

    接线其实很简单四路红外探头接线很简单,虽然有十八根线,但是有十二根是三根三根的分成四组的,对应着很好接线,剩下的六根,VCC和GND不多说了,还有四根是直接接到单片结IO口上就可以的。L298N的接线更简单了,这里不多介绍。

    上个简单的帮助理解的原理图 (其实我们做实验都是插线,不做PCB图和原理图的)。

红外小车2 .png

    再上个实物图给大家看看。

红外小车3.jpg

    5.运行与调试

    制作完成后,剩下的就是该调试了,调试中应该注意细节和小车稳定性的优化。

    6.代码编写

    再把我写的程序给大家看一下,有需要的可以看一下。

    源代码:

import pyb
from pyb import UART
from pyb import Pin
  
M0 = Pin('X1', Pin.IN)
M1 = Pin('X2', Pin.IN)
M2 = Pin('X3', Pin.IN)
M3 = Pin('X4', Pin.IN)
N1 = Pin('Y1', Pin.OUT_PP)
N2 = Pin('Y2', Pin.OUT_PP)
N3 = Pin('Y3', Pin.OUT_PP)
N4 = Pin('Y4', Pin.OUT_PP)
  
print('while')
while True:
    print('while')
    if(M2.value()|M1.value()|M3.value()|M0.value()==0):
        N1.low()
        N2.high()
        N4.high()
        N3.low()
        pyb.LED(2).on()
        pyb.LED(3).off()
    elif(M2.value()|M1.value()|M3.value()|M0.value()==1):
        N1.high()
        N2.low()
        N4.low()
        N3.high()
        pyb.delay(300)
        N1.low()
        N2.high()
        N3.high()
        N4.low()
        pyb.delay(200)
        pyb.LED(3).on()
        pyb.LED(2).off()

详细信息可参考其官网http://www.micropython.net.cn

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