多图详细教你怎样做一部Arduino小车
相信每个男生心里都有一个机器人的梦想,但自个花钱去买个机器人总是太奢侈,作为一个工程师,我们可以学以致用,利用自己的专门技术去DIY一个机器人可就不亦乐乎,以下就给大家介绍一下怎样去制造一个简单的Arduino小车。以下就是这小车的整体图
1、材料和工具:
360度连续旋转舵机两个
铝合金型材若干
万向轮*1
arduino核心板*1 ST188
103电位器
ST188光电传感器*2
LM339N($0.0950)电压比较器*1
103电位器*4
IN4007二极管*1
发光二极管*5
L7805CV($0.1250)*3
47uf电解电容6
107钽电容*1
1K电阻*5
10K电阻*4
微动开关*2
11.1V锂电池*1(航模用,不用担心功率不足)
各种杜邦线、插头若干(用起来方便到爆)
部分元件如下图:
工具就不多介绍,见下图
2 、结构制作部分
铝合金材料
加工好的全部的铝合金组件(全部手工)
机械结构组装好后就基本成型了,黑色的是绝缘电工胶带,便于安放各种电路板。
这个轮子是在街上买的万向轮然后把轮子单独拆了下来,轮子厚20mm,直径50mm。
轮子通过舵机的摆臂固定上,这样很方便的连接舵机。
万向轮装上去,万向轮高35mm,后面俩轮子装到舵机上底板正好离地35mm,万向轮装上去正好合适,很幸运。
顺便说下,上图中前面那个杆是用来安装光电传感器的,由于没法直接打上孔往上装,必须解决跟万向轮凸起的那个冲突,我就画上一个弧线然后用锉磨了出来,磨出来还很满意。
下图中的构件是装中间两个光电传感器的(这两个光电传感器视功能可选)
3 、电路制作部分:
下图是我从网上买的光电传感器及其基于LM339N的电压比较器比较器
但是用买来的光电传感器各种测试不理想,而且还得用导线跟Arduino连接,所以我就有了自己DIY的年头,我专门花一周时间学习了Altium designer 9,所以参考别人的光电传感器电压比较强模块我画了原理图也大致用PCB规划了一下走线,然后用万能板焊接,这个过程之后还是相当有成就感的。
光电传感器模块
Header2方便接跳线帽,可以选择是加电就返回信号,还是对发光二极管控制才返回信号,我用的加电就返回信号。
下图是模块的走线规划。
光电传感器由发射二极管和接收管组成,A、K是红外发射二极管的正负极,C、E是接收管的正负极。如图:
只要A极接高电平、K极接低电平,红外发射管就能发出红外线。可以在传感器加上外围电路来检测接收管的信号,进而确定是否接受到反射回来的红外线,如上图图右下方的器件工作示意图。
所谓电压比较的原理就是给任一输入端一个参考电压(通过转动电位器来改变参考电压的值),我的原理图中给IN-输入参考电压,当IN+的电压高于IN-时,OUT为低电平,反之亦然,IN+仅需与IN-相差mV就能在OUT端得到比较结果。
在做Arduino扩展板的时候一定要对各端口的使用有个大致的规划,其实我觉得Arduino核心板的设计是不太理想的,见下图:
大家都知道,万能板相邻两孔的间距是标准的100mil也就是2.54mm,图中b= 5.08mm,图中2.54《a《5.08,这就很尴尬,导致我之前焊的万能板如果要同时用0-7和8-13口的时候,板子需要很费劲的插上去,并且插上去万能板就弯曲了,如下图:
所以我为了避免那样的情况再次发生,我板子里的端口只用了0-7和A0-A5(A口也可以做数字输入输出,端口为14-19),还有VIN-RESET。
电压比较器原理图
注:扩展板上加一个复位开关是非常方便调试的。
原理图和PCB文件点这里打包下载
下图是用万能板焊好的电路,这个电路焊完非常有成就感,对于万能板来说应该密度还挺高的。 怎么样,本人的焊接技术还行吧!
考虑到给舵机供电的原因,我决定给每个舵机独立用7805供电,还好L7805CV的电流最大有1A,完全能满足舵机的需求,这个板我称作基础动力电源扩展板,预留了超声波接口和一个多余的舵机口,所以这个板用来实现超声波壁障也是没问题的。
都焊过前面那个板子了,焊这个板子当然是小菜一碟了。
插上调试,我的两个用万能板焊的板子没有任何问题,在佩服自己的同时也再次自信一下吧!
将电路装到小车上,开始调试……
4 、程序部分
(时间仓促,未精调,只是实现功能)供大家参考:
先定义各接口
int ll
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