基于Arduino单片机的避障小车机器人

基于Arduino和超声波传感器避障小车制作方案避障小车是一种智能设备，可以自动感知前方的障碍物，并通过朝另一个方向转动来避开障碍物。

该设计允许小车通过避免碰撞在未知环境中导航，这是任何自主移动小车的主要要求。

避障小车的应用不受限制，现在大多数军事组织都使用它，这有助于执行许多士兵无法完成的危险工作。

在本篇文章中，我们将使用Arduino和超声波传感器制作一个避障小车。

这里，超声波传感器用于通过计算机器人和障碍物之间的距离来感测路径中的障碍物。

如果机器人发现任何障碍物，它会改变方向并继续移动。

超声波传感器如何用于避免障碍物在制作之前，了解超声波传感器的工作原理非常重要，因为这种传感器在检测障碍物方面起着重要作用。

超声波传感器工作的基本原理是记录传感器在撞击表面后传输超声波束和接收超声波束所需的时间。

然后使用该公式计算距离。

在本文中，使用了广泛使用的HC-SR04超声波传感器。

因此，HC-SR04的Trig引脚高至少10 us。

声波束以8个40KHz的脉冲传输。

然后信号撞击表面并返回并由HC-SR04的接收器Echo引脚捕获。

Echo引脚在发送高电平时为高电平。

光束返回所用的时间保存在变量中，并使用如下所示的适当计算转换为距离距离=（时间x空气中声音的速度（343 m / s））/ 2可轻松找到避免机器人的障碍物的组件。

为了搭建底盘，可以使用任何玩具底盘或者可以定制。

需要的组件● Arduino NANO或Uno开发板● HC-SR04超声波传感器● LM298N电机驱动器模块● 5V直流电动机● 电池● 车轮● 机壳● 跳线电路原理图避障小车的Arduino编程在本文末尾处将给出了完整程序。

该程序将包括设置HC-SR04模块并将信号输出到电机引脚以相应地移动电机方向。

此项目中不会使用任何库。

首先在程序中定义HC-SR04的TRIG和ECHO引脚。

在本文中，trig引脚连接到GPIO9，echo引脚连接到Arduino NANO的GPIO10。

为 １６０：１，该设计扭矩大且使小车有足够 的动力 。电机型号选取 实 时选 择 最 广 阔 的 空 间用 以转 向 ，由于 方 向实 时 改 变 ，所 以模
ＧＡ１２一Ｎ２０微型减速电机 ，工作电压范围为 １．５Ｖ一１２Ｖ，轴径为 拟 出来 的效 果 图是 曲线 。沿 图 中曲线 避 障行 驶 ，穿 过 障碍 区域
一 ５６一 科 学技 术创新 ２０１８．１３
基于 Ａｒｄｕｉｎｏ单 片机 的智能小车避 障设 计
郭剑鹏 仲 志丹 丁 英杰 苗 磊 凌 远坤 （河南科技大学 机 电工程学院，河南 洛阳 ４７１００３）
摘 要 ：本文介 绍 了一种成 本低廉但 是 效果 出色的避 障 小车设计 方案 。小 车采 用后轮 驱动 转 向于一体 的方 式 ，用 两个直 流 电机
一
Ｉ ： ｆ
在 地 面倾 斜 的情况 下 通过 转 速差 来 防止 车身 跑偏 。
２．２电机驱动模块 。动力 由两个直流电机配合减速齿轮组提
图 １ 方案 一效 果 图
供 。后 轮搭 载 两个 双 Ｈ桥 电机 驱 动 芯片 Ｌ２９８Ｎ，其 中每个 Ｈ桥 方案 二 ：
可以提供 ２Ａ的电流 ，宽电压供电范围 ２．５Ｖ一８Ｖ。齿轮的减速 比 如 图 ２所 示 ，从起 始 线 开 始 ，测 距 传 感 器 实 时测 距 ，控 制器
ＡＧＶＳ组成了汽车装配线 ，从而取消了传统应用 的拖车及叉车 距传感器判断距离较大的方向，利用差速转弯 ，然后 直线行驶 ；
等运输工具 ，并逐步使 ＡＧＶＳ在装配作业 中成为一种流行 的运 遇到下一个障碍物后 ，重复上述过程。如果遇到无障碍物区域 ，
输手段 。２Ｏ世纪 ８０年代 ，伴随着与机器人技术密切相关 的计算 利用两边的测距传感器判断中位 ，保持最大速度的直线行驶。

基于ArduinoUNO和L298N的避障小车DIY制作一、壁障小车的制作1、制作避障小车的准备工作硬件：Arduino UNO、L298N驱动模块、超声波模块、小车底盘、舵机模块、一块面包板、一些杜邦线。

软件： Arduino UNO的程序下载软件下面来一张安装好的的图2、舵机模块的解析认识本次用的是简单实用的9克小舵机。

它的扭力不是很大，但是对于咱们想用作扫描超声测距探头来说足够了。

一般舵机的旋转角度范围都是0-180度旋转的，也有一种数字电机可以在电机和舵机这两种状态下切换，既可以控制精确的旋转角度也可以连续旋转作为电机使用。

舵机转动的角度是由控制器的脉冲宽度决定的，假如舵机处在中间位置（90度），这时的脉冲宽度设定为1.5ms那么我们想让舵机转动到0度的时候可以给他1ms的脉冲，如果想让它转动到180度的时候可以给2ms的脉冲，这就是舵机角度控制的基本原理了。

3、超声波模块的解析认识本次用的超声波模块如图所示模块工作原理：1、采用IO触发测距，给至少10us的高电平信号；2、模块自动发送8个40KHz的方波，自动检测是否有信号返回；3、有信号返回，通过IO输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间．测试距离=(高电平时间*声速(340m/s))/2;4、L298N模块的解析认识本次用的L298N模块如图所示1.驱动芯片：L298N双H桥直流电机驱动芯片2.驱动部分端子供电范围Vs：＋5V～＋35V ；如需要板内取电，则供电范围Vs：+7V～+35V3.驱动部分峰值电流Io：2A4.逻辑部分工作电流范围:0～36mA6.控制信号输入电压范围（IN1 IN2 IN3 IN4）：低电平：－0.3V≤Vin≤1.5V高电平：2.3V≤Vin≤Vss7.使能信号输入电压范围（ENA ENB）：低电平：－0.3≤Vin≤1.5V（控制信号无效）高电平：2.3V≤Vin≤Vss（控制信号有效）8.最大功耗：20W（温度T＝75℃时）9.存储温度：－25℃～＋130℃10.驱动板尺寸:58mm*40mm12.其他扩展：控制方向指示灯、逻辑部分板内取电接口。

基于Arduino巡线小车的制作方法、技巧和原理分析摘要巡线小车是一种利用传感器来规避障碍物或者按照特定路线行驶的简单智能小车，它主要利用传感器搜集信号反馈给Arduino单片机进行处理，然后将信号按代码转变为相应电压输出给电机，同时小车将由于两后轮驱动电机电压不同形成差速从而转向来规避障碍物或按特定路线行驶。

这种简单且有创意的小车有助于未来的无人驾驶汽车的安全保证。

关键词巡线小车；Arduino单片机；巡线小车制作方法前言21世纪是一个科技迅速发展的时期，各类传感器和各类芯片应运而生，各类仿生机器人也因此而诞生。

寻线小车就是一种简单传感器和单片机的结合物，它能实现简单的规避功能，又由于单片机的便携，成本低等优势使得其被广泛使用。

此次所要讲解的是基于Arduino nano单片机的红外传感器寻线小车。

1 巡线小车工作原理巡线小车寻迹电路采用红外光电传感器进行检测并且寻迹运动。

主要利用红外传感器发出的红外线的反射原理，当红外线照射到白色地面时会有较大的反射，如果距离在传感器正常工作范围内，红外传感器能正常接收到反射回的红外线，此时会输出高电平。

如果红外线照射到黑色标志线，由于黑色标志线是不反光材料从而黑色标志线会吸收红外光，红外接收管接收到红外线强度就很弱，此时输出低电平。

寻迹时引导线是黑色不反光材料，基本不会反射照射到黑线上的红外线。

1.1 巡线小车转向原理此次设计在小车的车头朝地面方向安装了5个红外传感发射器，分别等距排列在车头，正常直线行驶情况下中间的传感器正对黑线，输出低电平，而其他传感器均输出高电平。

此时由Arduino nano单片机内的程序作出判断，对两驱动减速电机输出等电压使得小车继续前行。

如果小车中间的传感器没有检测到黑线输出了高电平，而左边的第一个传感器检测到了黑线输出了低电平给单片机。

那么此时就要根据你所录入单片机里的程序条件语句输出相应的差值电压给减速电机，使得后驱动轮差速转动从而转向。