米思齐创意电子公益培训智能小车小强.pptx

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1、1底盘的搭建XC518机器人小车底盘套件TT马达（焊线）提供驱动力搭建简单可以安装电池盒，码盘等扩展结构第1页/共71页1底盘的搭建将4个M3*18铜柱固定在小车底盘上。第2页/共71页1底盘的搭建使用沉头螺钉将电池盒连接在底盘上并用M3铜镶嵌紧固。第3页/共71页1底盘的搭建用M3*6圆头螺钉和M3*10铜柱固定万向轮。第4页/共71页1底盘的搭建插入4个马达固定插片。第5页/共71页1底盘的搭建用M3*30圆头螺钉和M3螺母固定TT马达。第6页/共71页1底盘的搭建将马达车轮安装在马达上，安装完成。第7页/共71页1底盘的搭建第8页/共71页1底盘的搭建第9页/共71页让小车动起来第2课第

2、10页/共71页2让小车动起来了解如何控制电机速度以及转向D4、D5号管脚连接A电机，D6、D7号管脚连接B电机。D4、D7号管脚控制电机转向D5、D6号管脚控制电机转速 Mixly智能车套件课程A（左侧）电机正负B（右侧）电机正负第11页/共71页2让小车动起来电机电动机(Motors)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。Mixly智能车套件课程第12页/共71页2让小车动起来电机的控制Mixly套件中Nano Robot控制器可连接两个电动机（A0

3、1,A02为一组；B01,B02为一组）D4、D5号管脚连接A电机，D6、D7号管脚连接B电机。其中D4、D7号管脚控制电机转向；D5、D6号管脚控制电机转速。Mixly智能车套件课程第13页/共71页2让小车动起来电机的控制物理连接：如右图所示，将两个电机接在板子上的电机驱动端口，A01、A02和B01、B02端口。负极接在01口；正极接在02口；Mixly智能车套件课程第14页/共71页2让小车动起来程序编写电动机无专门的模块使用将程序下载到主控板中，每隔2s变换转向初始阶段电机可能会乱转，此时是因为芯片初始化管脚状态不确定的问题不写程序，轮子也会转，因为管脚也有电平第15页/共71页2让

4、小车动起来我们的小车采用最常见的驱动方式双轮差速驱动。在安装机器人小车时大家就会发现，小车有两个轮子（不考虑起支撑作用的小脚轮）。当小车在运动时，一共有五种状态：直行直退正转弯倒转弯原地转第16页/共71页2让小车动起来直行直退原地转倒转弯正转弯第17页/共71页2让小车动起来双轮差速驱动稳定性差缺点控制简单结构简单可原地转动转弯方便优点第18页/共71页2让小车动起来小车电机的控制小车是靠两个电机来提供驱动动力的，这两个电机的安装方式成对称方向，所以如果想要让小车的两个轮子转向相同就要控制两个电机的转向相反。将数字管脚“4”与“7”分别设为“高”和“低”。第19页/共71页2让小车动起来小车

5、的控制是不是也比较简单啊？你能让机器人小车沿别的路线行走吗？第20页/共71页2让小车动起来让小车前进后退学会了让机器人小车向前走，那么像让它向后退，或者是让它转弯、掉头就变得比较简单了。看看怎么让小车后退的，右图就是让小车后退的程序。对比一下小车向前行走的程序就会发现，只要将控制电机转动方向的管脚4和7的电平改变即可。前进后退第21页/共71页2让小车动起来让小车前进后退封装成函数第22页/共71页2让小车动起来让小车前进后退速度值设为变量第23页/共71页2让小车动起来让小车向前转弯、向后转弯大方向（前后）不变（D4、D7不变）两轮速度改变，通过速度差转弯（D5、D6有差异）前转后转第24

6、页/共71页2让小车动起来让小车原地转弯如图中所示，这两个试验脚本的作用都是让小车在原地转弯，区别只是转弯的方向不同；以这种方式转弯非常的方便，使机器人小车变得更加的灵活。第25页/共71页2让小车动起来让小车原地转弯如图中所示，这两个试验脚本的作用都是让小车在原地转弯，区别只是转弯的方向不同；以这种方式转弯非常的方便，使机器人小车变得更加的灵活。第26页/共71页2让小车动起来本节小结元件电机Mixly块数字输入模拟输出延时程序设计顺序结构第27页/共71页遥控小车第3课第28页/共71页3遥控小车红外遥控传感器红外遥控传感器（接收信号）红外遥控器（发射信号）第29页/共71页3遥控小车编辑

7、小车的遥控程序第30页/共71页3遥控小车编辑小车的遥控程序我们可以根据红外按键对应的码值，来进行一些按键功能的设计；我们在图中的程序主体部分定义了每个按键的功能；按键上下右左中键功能前进后退右转左转停止第31页/共71页3遥控小车上传遥控小车的程序遥控小车的程序编辑完成之后，就可以将其上传到小车的主控板中进行调试了，看看机器人小车是否是在按照我们的设计在完成动作呢？第32页/共71页3遥控小车本节小结元件红外遥控传感器Mixly块数字输入模拟输出延时函数程序设计逻辑判断条件执行第33页/共71页多车编队系统第4课第34页/共71页4多车编队系统多车编队系统头车跟随车跟随车头车：遥控控制跟随车

8、：与前后车车距适当第35页/共71页4多车编队系统多车编队系统头车：参照第3课跟随车：第36页/共71页寻迹小车第5课第37页/共71页5寻迹小车寻迹小车让机器人巡线走 让机器人跑得快、稳12第38页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走红外寻迹传感器信号类型：模拟信号接口模式：XH2.543第39页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走红外寻迹传感器红外寻迹传感器，亦称红外反射传感器，采用模拟信号输出，将不可视红外光反射回传感器，因为光对黑白区域反射能力不同，所以反射到传感器红外光强度有所不同，由此可以用于黑白线条检测，支持在3.3V和5V电压硬件中使用。第40页/共71页7寻迹小车 让机器人巡

9、线走红外寻迹传感器的应用红外反射式传感器由红外发射管和光电二极管构成，红外发射管发出的红外光遇到白色物体后反射最强，遇到黑色物体反射最弱。反射信号被光电二极管接收后会引起接收端电流的变化。红外寻迹传感器主控板跑道发射红外光反射信号电压变化第41页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走物理连接红外寻迹传感器为模拟传感器，所以在使用时要将它连接到模拟端口。第42页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走信号采集我们已经知道红外寻迹传感器如何工作了。接下来，我们要利用红外寻迹传感器采集到的信号来判断机器人小车相对于跑道的位置，以便于小车能够巡线“行走”。将主控板连接电脑，并且使用Mixly软件编写一个采集

10、数值的程序。其中的延时的作用为避免串口监视器刷新速度过快，不能观察数值变化。第43页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走信号采集将机器人小车放置在跑道中，左右移动观察串口监视中数值变化。注意传感器应与监视器中的数值相对应第44页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走信号采集如果对多个传感器进行测试的话，此时你会发现每个传感器所采集的值的变化范围都不会相同，甚至有时还会有比较大的差别。这个属于正常的现象，因为每个传感器的参数都会与说明的有些差别，有时也和外界的因素有关，所以使用传感器时，应注意这一问题。第45页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走调试寻迹传感器阀值利用采集信号的方法也可以调试一个寻

11、迹传感器的阀值。首先将信号采集的程序下载到小车主控板，并打开串口监视器窗口。然后把传感器放到黑色的跑道上方，大致读取数值，比如此时的值为860。再把传感器放到白色的跑道上方，大致读取数值，比如此时的值为40。那么，我们就可以确定跑道的阀值为（860+40）/2=450。当值大于450时就认为传感器检测到了边界。第46页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走机器人小车转弯机器人小车的转弯可以采用的方式有多种，由于我们的小车采用的是双轮差速驱动方式，所以在转弯时可以采用的方法大致有下面的三种方法：双轮差速转弯单轮转弯原地转弯第47页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走单轮转弯这种转弯方式，原理是让其

12、中一个轮子转动另一个轮子停止转动，实现转弯。在编辑程序时，在小车前进的基础上将需要更改的车轮的转速设定为“零”就可以实现转弯。第48页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走原地转弯原地转弯的原理是让两个轮子向相反方向转动，从而实现原地转弯。在编辑程序时，将两个轮子设定为相反的转向（根据轮子的连接方式编辑程序）。第49页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走转弯方式的选择机器人小车转弯的方式有多种，而在实际的应用中我们可能只会用到其中的一种，或者只有其中的一种比较适合。在下面我们制作的巡线机器人小车时，我们采用的转弯方式为单轮转弯。第50页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走机器人小车巡线走想让小车

13、能够沿着线走，只需一个红外寻迹传感器就可以实现，只要将一个红外寻迹传感器连接到主控板的A2端口上即可。红外寻迹传感器的最佳工作距离为10mm左右，我们可将寻迹传感器安装在小车的地盘下方。第51页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走机器人小车巡线走本次试验我们为小车准备一个圆形的跑道，机器人小车将在跑道上沿着黑线“行走”，而一旦它偏离了圆形的黑线就要立刻回到它原来的轨迹上。第52页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走编辑程序为了程序在编写时更加的简单，我们在这里应用了刚刚学过的函数，及函数的调用。比如将小车右转的程序编辑到一个名为turnR（函数名可以根据个人的习惯定义）的函数里。然后只需在需要

14、调用右转弯程序的时候调用函数名就可以了。第53页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走编辑程序看一下旁边的程序，你能清楚函数“turnR”是怎么被调用执行的吗？这个函数在下面的主函数中被调用第54页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走编辑程序由于每个传感器的实际参数都会与说明书有些出入，所以我们使用的每个传感器都要先进性测试。试验测得本次试验所用传感器阀值为500。所以当端口A0对应值大于500时，就认为检测到了边界，执行向右转的函数语句。第55页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走编辑程序大家应该能够猜的到，同样的，当传感器所采集到的值小于阀值500时，让小车左转。而语句“延时50毫秒”作用是

15、给电机的作用时间。第56页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走编辑程序看一下机器人小车的完整程序，是不是很简单呢？第57页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线走本节小结元件红外寻迹传感器Mixly块数字输入模拟输出延时函数程序设计逻辑判断条件执行第58页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线跑得快、稳小车寻迹简单的机器人小车巡线走，使用的只有一个寻迹传感器，它在“行走”时完完全全的走折线，这样的轨迹是最不平滑的。而当使用两个或者三个巡线传感器时，它应该能够走的更加平滑，而且更加的快、稳。使用三个寻迹传感器怎么才能让小车跑的又快又稳呢？一起来试试吧！第59页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线跑得快、稳

16、转弯的处理当小车的3个传感器处于的位置如图所示。这时，A2的 数 值 大 于400（阀值），A1的数值小于400。可以判断，如果A2400且A0400和 A1400且A2、A1700，小车左转。A2A1A2A1A2A1第60页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线跑得快、稳巡线小车右转弯当机器人小车处于图中的状态时，这时小车应该及时右转，使小车回到黑线的中间位置。那么，该怎么样去编辑程序，让小车在遇到这种情况时，自动执行向右转弯的动作呢？第61页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线跑得快、稳巡线小车右转弯程序图中的这个逻辑判断语句，它的作用就是去判断A0口外接的巡线传感器是否处于黑色的跑道上方，如果

17、这个判断条件为真，那么就执行函数“turnL”中的语句。第62页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线跑得快、稳巡线小车右转弯程序执行小车向右转的指令之后，那该什么时候，停止执行这个指令呢？当小车的车身回到处于赛道正上方时，中间的传感器处于黑线正上方。这时就应该停止执行小车向左转的命令了。图中的第二个条件 语句，就是为了实现这个目的。第63页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线跑得快、稳巡线小车左转弯程序这个函数在下面的主函数中被调用第64页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线跑得快、稳巡线小车左转弯程序这段程序语句和判断小车右转的程序是类似的，当小车右边的寻迹传感器（A1端口所外接的寻迹传感器）处于

18、黑线上方时，小车需要右转。然后在小车执行左转脚本的基础上，编辑让小车停止右转的程序脚本。第65页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线跑得快、稳巡线小车直行程序小车只有在车身正好处于黑线上方时才需直行，在编辑小车寻迹程序的时候，我们把小车的位置状态分成了三种情况：左转、右转、直行。所以当小车不需要左转或者是右转时，就执行直行的指令。第66页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线跑得快、稳巡线小车程序第67页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线跑得快、稳上传寻迹小车程序寻迹小车的程序编辑完成之后，就可以将其上传到小车的主控板中进行调试了，看看机器人小车能否巡线呢？第68页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线跑得快、稳拓展我们的寻迹小车仅仅利用了三个寻迹传感器，而且小车的速度只有80，还有很大的提升空间。可以去尝试一下在三个传感器的基础上改进一下程序让小车跑的更快、更稳。也可以去尝试增加寻迹传感器的方法，让小车跑的更快、更稳。第69页/共71页7寻迹小车 让机器人巡线跑得快、稳本节小结元件红外寻迹传感器Mixly块数字输入模拟输出延时函数程序设计逻辑判断条件执行第70页/共71页感谢您的观看！第71页/共71页