distance在函数 int_Arduino智能小车——超声波避障
Arduino智能小車——超聲波避障
Arduino智能小車系列教程時(shí)空門：
Arduino智能小車——拼裝篇 點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)
Arduino智能小車——測試篇 點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)
Arduino智能小車——調(diào)速篇 點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)
Arduino智能小車——超聲波避障 點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)
Arduino智能小車——藍(lán)牙小車 點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)
Arduino智能小車——循跡篇 點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)
Arduino智能小車——小車測速 點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)
文章目錄
經(jīng)過前幾篇的測試大家應(yīng)該對小車有一定的認(rèn)識了，在實(shí)際的操作過程中經(jīng)常會(huì)由于操作不當(dāng)各種碰壁吧？那這次我們將給小車裝上一只“眼睛”，讓小車看到障礙，躲避障礙。
準(zhǔn)備材料
超聲波模塊HC-SR04
在這里簡單說下超聲波測距的原理，相信大家也都知道。超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波，它的根據(jù)是接收器接到超聲波時(shí)的時(shí)間差，與雷達(dá)測距原理相似。 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。
采用Trig引腳觸發(fā)，給至少10us的高電平脈沖信號
模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40kHz的方波，自動(dòng)檢測是否有信號返回
有信號返回，通過Echo引腳輸出一個(gè)高電平脈沖，高電平脈沖持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到反射返回的時(shí)間。距離=(高電平脈沖時(shí)間*340)/2。(聲音在空氣中傳播速度為340m/s)
主要技術(shù)參數(shù)
工作電壓
DC5V
靜態(tài)電流
<2mA
輸出電平
0-5V
感應(yīng)角度
≤15度
探測距離
2cm-450cm
最高精度
0.3cm
舵機(jī)
在這里推薦9G舵機(jī)SG90，或者其他類似的舵機(jī)，這種舵機(jī)體積比較小，扭矩雖然不是大， 但是足夠帶動(dòng)簡易云臺，很方便在小車上使用，大家購買時(shí)注意舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，有55度的，180度的等等，大家可以根據(jù)需要購買。
舵機(jī)固定架
舵機(jī)固定架的購買一定要配合舵機(jī)，所以大家購買的時(shí)候注意尺寸哦！！~
舵機(jī)安裝
舵機(jī)在安裝之前大家一定要記得校準(zhǔn)，為什么要校準(zhǔn)那，這個(gè)跟舵機(jī)的工作原理有關(guān)。控制信號由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負(fù)輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過級聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
舵機(jī)的控制一般需要一個(gè)20ms左右的時(shí)基脈沖，該脈沖的高電平部分一般為0.5ms-2.5ms范圍內(nèi)的角度控制脈沖部分，總間隔為2ms。以180度角度伺服為例，那么對應(yīng)的控制關(guān)系是這樣的：
高電平時(shí)間
對應(yīng)位置
0.5ms
0度
1.0ms
45度
1.5ms
90度
2.0ms
135度
2.5ms
180度
也就是說當(dāng)對舵機(jī)輸入相同控制信號時(shí)，舵機(jī)會(huì)運(yùn)動(dòng)到固定位置，他的動(dòng)作不是做圓周運(yùn)動(dòng)，而是在運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，每一個(gè)位置對應(yīng)一個(gè)控制信號。
因此我們需要在將舵機(jī)安裝在固定架上之前，需要先將舵機(jī)初始化好，舵機(jī)一般為三根線：棕色——GND，紅色——VCC，橙色——控制信號。因此我們將棕色線接到GND，紅色線接到“+5V”引腳，橙色線接到“9”引腳，初始化程序如下：
`#include //加入含有舵機(jī)控制庫的頭文件
#define PIN_SERVO 9 //舵機(jī)信號控制引腳
Servo myservo;
void setup()
{
myservo.attach(PIN_SERVO); //舵機(jī)初始化
}
void loop()
{
myservo.write(90); //PWM輸出
}`
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在舵機(jī)初始化好之后將其安裝在固定架上，然后裝配在小車上，此時(shí)保證超聲波模塊超前。
超聲波接線
估計(jì)不少朋友早已經(jīng)發(fā)現(xiàn)板子上的“+5V”和“GND”引腳已經(jīng)不夠用了，這個(gè)時(shí)候你們可以向我這樣焊一個(gè)擴(kuò)展板出來，上面固定兩排排針，一排用來擴(kuò)展“+5V”，一邊用來擴(kuò)展“GND”引腳。
超聲波模塊有四個(gè)引腳，“VCC”接到Arduino UNO開發(fā)板的“+5V”引腳，“GND”接到開發(fā)板“GND”引腳，“Trig”引腳接到開發(fā)板“8”引腳，“Echo”引腳接到開發(fā)板“7”引腳。
線太亂了，真的沒辦法整理，我自己都沒眼看。
代碼測試
`#include #define STOP 0
#define FORWARD 1
#define BACKWARD 2
#define TURNLEFT 3
#define TURNRIGHT 4
int leftMotor1 = 16;
int leftMotor2 = 17;
int rightMotor1 = 18;
int rightMotor2 = 19;
int leftPWM = 5;
int rightPWM = 6;
Servo myServo; //舵機(jī)
int inputPin=7; // 定義超聲波信號接收接口
int outputPin=8; // 定義超聲波信號發(fā)出接口
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
//串口初始化
Serial.begin(9600);
//舵機(jī)引腳初始化
myServo.attach(9);
//測速引腳初始化
pinMode(leftMotor1, OUTPUT);
pinMode(leftMotor2, OUTPUT);
pinMode(rightMotor1, OUTPUT);
pinMode(rightMotor2, OUTPUT);
pinMode(leftPWM, OUTPUT);
pinMode(rightPWM, OUTPUT);
//超聲波控制引腳初始化
pinMode(inputPin, INPUT);
pinMode(outputPin, OUTPUT);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
avoidance();
}
void motorRun(int cmd,int value)
{
analogWrite(leftPWM, value); //設(shè)置PWM輸出，即設(shè)置速度
analogWrite(rightPWM, value);
switch(cmd){
case FORWARD:
Serial.println("FORWARD"); //輸出狀態(tài)
digitalWrite(leftMotor1, HIGH);
digitalWrite(leftMotor2, LOW);
digitalWrite(rightMotor1, HIGH);
digitalWrite(rightMotor2, LOW);
break;
case BACKWARD:
Serial.println("BACKWARD"); //輸出狀態(tài)
digitalWrite(leftMotor1, LOW);
digitalWrite(leftMotor2, HIGH);
digitalWrite(rightMotor1, LOW);
digitalWrite(rightMotor2, HIGH);
break;
case TURNLEFT:
Serial.println("TURN LEFT"); //輸出狀態(tài)
digitalWrite(leftMotor1, HIGH);
digitalWrite(leftMotor2, LOW);
digitalWrite(rightMotor1, LOW);
digitalWrite(rightMotor2, HIGH);
break;
case TURNRIGHT:
Serial.println("TURN RIGHT"); //輸出狀態(tài)
digitalWrite(leftMotor1, LOW);
digitalWrite(leftMotor2, HIGH);
digitalWrite(rightMotor1, HIGH);
digitalWrite(rightMotor2, LOW);
break;
default:
Serial.println("STOP"); //輸出狀態(tài)
digitalWrite(leftMotor1, LOW);
digitalWrite(leftMotor2, LOW);
digitalWrite(rightMotor1, LOW);
digitalWrite(rightMotor2, LOW);
}
}
void avoidance()
{
int pos;
int dis[3];//距離
motorRun(FORWARD,200);
myServo.write(90);
dis[1]=getDistance(); //中間
if(dis[1]<30)
{
motorRun(STOP,0);
for (pos = 90; pos <= 150; pos += 1)
{
myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position
}
dis[2]=getDistance(); //左邊
for (pos = 150; pos >= 30; pos -= 1)
{
myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position
if(pos==90)
dis[1]=getDistance(); //中間
}
dis[0]=getDistance(); //右邊
for (pos = 30; pos <= 90; pos += 1)
{
myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position
}
if(dis[0]=50)
{
//如果距離小于50厘米返回?cái)?shù)據(jù)
return 50;
}//如果距離小于50厘米小燈熄滅
else
return distance;
}`
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代碼詳解
“Trig”引腳控制超聲波發(fā)出聲波，對應(yīng)int outputPin=8;
“Echo”引腳反應(yīng)接收到返回聲波，對應(yīng)int inputPin=7;
`int inputPin=7; // 定義超聲波信號接收接口
int outputPin=8; // 定義超聲波信號發(fā)出接口`
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int getDistance()函數(shù)解析
超聲波發(fā)出引腳“Trig”為高時(shí)對外發(fā)出超聲波，為保證發(fā)出10μs聲波，因此在發(fā)送之前需要將該引腳拉低，并給他一定反應(yīng)時(shí)間。
`digitalWrite(outputPin, LOW); // 使發(fā)出發(fā)出超聲波信號接口低電平2μs
delayMicroseconds(2);`
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之后發(fā)送10μs超聲波
`digitalWrite(outputPin, HIGH); // 使發(fā)出發(fā)出超聲波信號接口高電平10μs，這里是至少10μs`
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聲波發(fā)送之后禁止其繼續(xù)發(fā)送，同時(shí)開始檢測是否反射回來的聲波
`digitalWrite(outputPin, LOW); // 保持發(fā)出超聲波信號接口低電平
int distance = pulseIn(inputPin, HIGH); // 讀出脈沖時(shí)間`
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pulseIn()單位為微秒，聲速344m/s，所以距離cm=344_100/1000000_pulseIn()/2約等于pulseIn()/58.0distance= distance/58; // 將脈沖時(shí)間轉(zhuǎn)化為距離(單位：厘米)
超聲波模塊工作受物體表面反射程度影響，并且在傳播過程中信號強(qiáng)度容易衰減，因此該模塊適用的檢測距離有限，一般在50cm以內(nèi)相對正確，而且我們在避障時(shí)不需要檢測太遠(yuǎn)的距離，因此超過50cm以上的都按50cm計(jì)算
`if (distance >=50)
{
//如果距離小于50厘米返回?cái)?shù)據(jù)
return 50;
}//如果距離小于50厘米小燈熄滅
else
return distance;`
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void avoidance()函數(shù)解析
小車前進(jìn)過程中只檢測前方距離障礙的距離，并且控制舵機(jī)，保持超聲波模塊位于正前方。
`motorRun(FORWARD,200);
myServo.write(90);
dis[1]=getDistance(); //中間`
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當(dāng)檢測到小車前方距離障礙距離小于30cm時(shí)停車，檢測兩邊距離。
`motorRun(STOP,0);`
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控制舵機(jī)每次運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期后都返回正前方位置。由于舵機(jī)運(yùn)動(dòng)需要一定的時(shí)間，因此在每轉(zhuǎn)過一個(gè)角度的時(shí)候都延時(shí)delay(15)，供其運(yùn)動(dòng)。
`for (pos = 90; pos <= 150; pos += 1)
{
myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position
}`
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當(dāng)運(yùn)動(dòng)到最左邊時(shí)檢測小車左邊距離障礙的距離
`dis[2]=getDistance(); //左邊`
* 1
向右邊運(yùn)動(dòng)，檢測右邊距離
`for (pos = 150; pos >= 30; pos -= 1)
{
myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position
if(pos==90)
dis[1]=getDistance(); //中間
}
dis[0]=getDistance(); //右邊`
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將前邊、左邊、右邊距離障礙的距離都檢測結(jié)束之后，舵機(jī)回到最初位置。
`for (pos = 30; pos <= 90; pos += 1)
{
myServo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position
}`
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注意事項(xiàng)
1.舵機(jī)使用時(shí)要防止其堵轉(zhuǎn)，因?yàn)辄c(diǎn)擊堵轉(zhuǎn)時(shí)電流會(huì)增大，很容易燒壞舵機(jī)。
2.舵機(jī)的紅色電源線接入電壓一般要大于等于其工作電壓，供電不足會(huì)導(dǎo)致舵機(jī)不停自傳。
3.Arduino 《Servo.h》庫里提供的write()函數(shù)輸出的PWM即為舵機(jī)專用的20ms為周期的PWM波，如果使用其他開發(fā)板或者函數(shù)的話，請務(wù)必保證輸出方波周期為20ms，否則舵機(jī)不會(huì)受控制
總結(jié)
這一篇講解了舵機(jī)和超聲波模塊的使用方法，舵機(jī)在大家以后的開發(fā)生涯中應(yīng)該會(huì)經(jīng)常用到，因此舵機(jī)的使用規(guī)則(控制周期為20ms)請大家一定要記清楚，在舵機(jī)不受控制的時(shí)候建議大家可以購買一個(gè)舵機(jī)測試儀來測試舵機(jī)。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的distance在函数 int_Arduino智能小车——超声波避障的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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