保姆級的Arduino循跡小車研發日志及一些坑

• 循跡小車的研發日志
• 技術設計路線
• • 硬件部分
  • • 簡單的TCRT5000
    • 玄妙的L298N
  • 安裝部分
  • 軟件部分
  • • 結語
    • 成品圖：
    • 完整代碼

循跡小車的研發日志

開發要求如下：

引言：為什么會用到米思齊這個青少年編程軟件是有兩個原因：

接到了某所小學的研發項目需求，研發成果給小學生參加無人車循跡比賽。

實驗室的師弟師妹并不是所有都有編程基礎，因此米思齊可以作為簡單的編程引入課程。

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技術設計路線

首先我認為 TCRT5000紅外循跡傳感器 是最重要的，有兩個需要考慮的點，一個是數量，另一個則是排放方式；

其次我認為地圖的走勢也是很重要的，因此我手繪了一副地圖并且分析了無人車的走向；(可以減少很多無用功）

最后就是 L298N 和 Arduino UNO的接線和應用。（沒想到他是最麻煩的！！！）

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下面附上我的大致思路：（中途有所修改）
在開發過程中，看到師弟師妹的做法有用排列的方法來實現的，也有用分情況觸發來實現的，也不失為一種好辦法。（排列指的是列出2⁴=16，16種可能性之后再一個個加判斷條件；分情況觸發指的是用一些特殊的位置進行判斷，然后分段分析地圖。）
但下面為我目前想到最簡單的代碼，調用盡量少的函數、盡量少的判斷條件。

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硬件部分

簡單的TCRT5000

TCRT5000紅外循跡傳感器的發射二極管可以不斷的發射紅外線，通過檢測反射回來的紅外線的強大進行判斷是否處于黑線上。當指示燈一直處于熄滅狀態也就是沒有檢測到反射，即檢測到黑色，此時模塊輸出端為高電平1；反之，指示燈點亮時為檢測到反射，此時模塊輸出端為低電平0，即檢測到白色。
需要3.3-5V供電。
資料下載鏈接：
https://pan.baidu.com/s/1Dqri3AanZbPhnMMCU1HZRQ
提取碼：1234
在本設計路線中，用到四個TCRT5000，且排放方式在簡易裝配圖中有畫出。

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玄妙的L298N

L298N作為直流步進電機驅動模塊的主驅動芯片，所以該模塊就簡稱為L298N了，該模塊內置78M0通過驅動電源部分取電工作，因此當大于12V驅動電壓是，應該使用外置的5V邏輯供電。

在產品介紹中也看到了，L298N不僅價格親民，接線也很簡單，邏輯也沒什么毛病，那為什么說L298N這個直流電機驅動模塊玄妙呢？大致分成以下幾個說法：

電機有震動的聲音但不轉動

電機沒有震動的聲音且不轉動

通電后測電壓電壓一直下降

一只輪子不轉另一只轉動

兩只輪子轉速有差別

解決方法如下：

電壓不足，換電池，L298N雖然寫的是5V可以供電，但會出現供電不足的問題，因為Arduino板也占用了電壓，相當于串聯分壓。經過測試8.5-9V電機都能正常工作，而且轉速不會特別低。

估計L298N的ENA/ENB出現問題，可以采用ENA/ENB短接，然后再IN1/IN3上面輸入PWM信號，一樣可以實現PWM控制

L298N與Arduino短接，可能是接線的時候誤觸導致，把所有的線都拔了重新插一次，如果還有上述問題，L298N本身串聯了大容量的電容器，隨著充電過程，電路充滿電電路沒有電流通過，導致電壓降為零。

接線松掉，考慮3種情況，IN1/ENA沒有接好；Arduino接IN1/ENA的線沒接好；代碼有問題，可以試著用我下面提供的PWM代碼測試，如果兩個輪子都轉動，那就是代碼出現問題。

L298N的H橋的電阻電容大小不是一樣的，因此會有差別，倘若電機不太好，差別會更明顯，建議用電壓表來測試轉速*（PWM控制其實就是控制電壓，具體可以看公眾號發布的文章。）*
如果只是平時自己玩玩這個小車，千萬不要這么傻用單電源單驅動的方式，直接雙電源雙驅動，電壓穩定之余PWM調節轉換后也是一樣的轉速！！

資料下載鏈接：
https://pan.baidu.com/s/1teVnq1LJ3VTQ55Lj8gTnFg
提取碼：1234

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安裝部分

掏個洞，走線更好看。

輪子是外八的，更穩定一些。原因如下：

千萬注意！！！！！L298N要用一個木板跟Arduino隔開！！！不然可能短路！！！

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軟件部分

在通過分析比賽賽道后了解到全部彎道都是左轉，因此我們將代碼分成4種主要判斷條件。
其中直行最為關鍵，因此我們用3個主要的邏輯判斷是否在走直線，并且他能走完直線的巡線。

L==0 && R==0;//識別到白色，直走； L==1 && R==0;//中間靠左的傳感器識別到黑線微微向左邊調整； L==0 && R==1;//中間靠右的傳感器識別到黑線微微向右邊調整；

寫入新的函數，分別是直行，直行左轉，直行右轉。

void Forward() {analogWrite(5,120);analogWrite(6,140);digitalWrite(4,LOW);//我采用的是IN1 IN3作為PWM輸入，沒有用到ENA ENBdigitalWrite(7,LOW); } void Forwardturnleft() {analogWrite(5,40);analogWrite(6,120);digitalWrite(4,LOW);digitalWrite(7,LOW); } void Forwardturnright() {analogWrite(5,120);analogWrite(6,40);digitalWrite(4,LOW);digitalWrite(7,LOW); }

當出現到十字路口時邏輯也應該判斷為直走，因此我們需要加入判斷全黑時直行。

LL==1 && L==1 && R==1 && RR==1;//識別到全黑，直走；

縱觀全圖，可以發現：幾乎每一個十字路口即（全黑）都是一次重要的轉折點。因此我們可以將全黑的情況設置為計數；加入一個新的判斷函數即可

void Timer() {a=a+1;Serial.print(a);delay(300); }

上訴的幾個函數并不能完美的通過直角彎，因此加入新判斷：

LL == 1//大左轉

進入直角彎道后，會進入到虛線部分，虛線部分會因為我們前面程序檢測到全白直行，導致沖出賽道，因此我們需要在這時候進入新的循環，也就是可以通過前面函數Timer中跳轉進入循環。
且設置全白為微右調整，同時以防車子左微調會出去，可以在左微調時加入延時；
代碼如下：

if (a == 5) {if (L == 0 && R == 0) {Forwardturnright2();}if ((L == 1 && R == 0) && LL == 0) {Forwardturnleft2();delay(150);}if (((L == 0 && R == 1) && RR == 0 || (L == 0 && R == 1) && RR == 1) || (L == 0 && R == 0) && RR == 1) {Forwardturnright2();}if (LL == 1) {turnleft();}}

在最后一個十字路口我加了一個加速（可加可不加）

if(a==6){if(L==0 && R==0)//均未檢測到黑線Speedup();if(L==1 && R==0 && LL==0)//左側檢測到黑線,右側沒有,所以要左轉Forwardturnleft();if(L==0 && R==1 && RR==0)//右側檢測到黑線，左側沒有,所以右轉Forwardturnright(); }

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結語

Emmm小車的結構、代碼可能都不是最優的。希望各位大佬可以指正修改，也歡迎大家關注我們的公眾號，一起分享關于開源機器人的項目和見解！！

成品圖：

完整代碼

提取碼：open
如果崩了請聯系我

總結

以上是生活随笔為你收集整理的保姆级的Arduino循迹小车研发日志及一些坑（其中包含L298N、Arduino、TCRT5000以及1:48的TT电机的使用）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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