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智能巡线机器人的制作:digitalRead 、digitalWrite 、analogRead 、analogWrite、 pinMode 、delay

来源:机器人的天空      编辑:创泽      时间:2026/3/9      主题:其他   [加盟]

智能巡线机器人所需的元器件并不太复杂,只需要一个传感器就能做出Z简单的智 能巡线机器人了。那么它的原理是什么呢?还是让我们用图来说明吧!如图7- 1所示, 在完成巡线任务的程序中,让小机器人每次检测到黑线的时候就立即向左转,而每当检测 到白色地板的时候就立即向右转。这样机器人就会按照“之”字形的折线巡线前进了。用 这种方法巡线有个好玩的英文名字,叫作zig-zag, 也可以称为“之”字形巡线法。

不过要注意的是,采用这种方法巡线的机器人,它的初始位置摆放可是有学问的。我 们一定要保证在巡线开始时,机器人传感器的位置在靠近黑线的左侧或者正好在黑线上。 这样做的原因是显然的,假设同学们一开始就把机器人放到线右边的地板上,由于编写的 程序让机器人碰到白色地板就立刻往右转,因此它就只能原地打转了。

端口命令

还记得我们已经学过的那些命令吗? digitalRead 、digitalWrite 、analogRead 、analogWrite、 pinMode 、delay。它们构成了Arduino 中Z为重要、Z为常用的功能,

命  令


值 的 


适用端口

用 法 

 

digitalRead


HIGH/LOW


输入的取值范围是“高电平” (HIGH)或“低电平”(LOW)两种  状态


 

所有端口


数字输入,用于读取开关型的 数字传感器状态,比如微触开 关传感器等

 

digitalWrite

HIGH/LOW


输出的取值范围是“高电平” (HIGH)或“低电平”(LOW)两种  状态


 

所有端口


数字输出,用于控制开关型的 驱动器,比如LED小灯、蜂鸣 器等

命  令

值的范围

适用端口

用法说明

analogRead


0~1023。输入模拟值的范围是 0~1023的整数


A0~A5端口


模拟输入,用于读取模拟传感 器的值,比如光感传感器、地面 灰度检测传感器等

analogWrite


0~255输出值的范围是0~255 的整数


标有PWM功能 的端口


模拟输出,用于控制小灯的明 暗、电机的转速等

 

pinMode

 

INPUT/OUTPUT


 

所有端口


一般在setup中调用,将某个端


口设置为数字输入(INPUT)功 能或者数字输出(OUTPUT)


功能


delay

一个合理大小的整数


 

令主控板“休眠”一段时间









微触开关传感器-很简单的传感器,用程序就能很准确地检测到它的开闭变化

微触开关也只有“开”和“闭” 两种不同的状态,把它连接到主控制器,用程序就能很准确地检测到它的开闭变化了,只要用 digitalRead 命令就可以很 方便地读取微触开关的值了,这个命令的用法

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机器人的主控制器可以用这些插针和各种传感器或执行器共同工作,用灰色的RJ11 线连接各种传感器 和执行器,而不用担心线路连错或连反,连接时如果听到“咔嚓”就代表连接成功

机器人中最为流行的驱动方式-双轮差速驱动

常见的一种机器人驱动方式—双轮差速驱动,左轮和右轮以同样的速率向前转动,机器人向正前方前进;左轮和右轮 以同样的速率向后转动,转弯半径的大小取决于左右两个轮子的转动速度之差

机器龟的结构制作材料:底盘,执行器,传感器,中型减速电机,万向轮,标准舵机

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机器人的避障功能原理:接触式传感器触发的“神经阻断”电路

制作静片使用的材料是端子芯和黄铜管,把一根有弹性的金属丝套在铜管里做开关的动 片,碰到物体后,金属丝和铜管内壁接触,电路导通,以用电阻引脚弯个圆圈做成静片

4足机器人的制作材料:微型减速电机,车条,曲别针,热缩管

电机的布局建议稍微靠后,给两条前腿留出多 一点活动空间。因为前面制作的CPG 是主-从神经元结构,前腿带着后腿走,前腿的动作幅度大于后腿。这样的设计可以使机器人跨越路面上的一些小障碍

机器人CPG(中枢模式发生器)的制作材料:74HC240,电阻,洞洞板,20脚PDIP插座,锂电池,LED

神经网络中最关键的元件是电阻R3,R3的阻值过小,左、 右两侧机体就无法协调运转,机器人就好像喝醉了一样。实际R3的阻值可以选取 1~10MΩ

蚂蚁机器人的制作材料:74HC240,光敏二极管,微型电机,电源端子,插头尾簧,洞洞板

,74HC240,4个,光敏二极管,2个,0.22μF无极电容,6个,微型电机,2个,1MΩ电阻,6个,1.5MΩ电阻,2个,PC电源端子(母,拆芯),2位,小型压线端子(拆芯),2位,3mm黄铜管(可选),1小段,RCA插头尾簧,1个

3D光电跟踪头的制作材料:74HC240,二极管,电容电阻,锂电池,开关端子

光电跟踪头的感光元件可以使用任何规格的光敏二极管或红外线接收二极管;74HC240 在这里作为两组神经元电路使用;74HC245 是小型BEAM 机器人常用的双向电机驱动芯片

2D光电跟踪头的构造:两个光敏二极管, 一 片数字逻辑集成电路,一个减速电机

电机为机器人制作中常用的N20 微型减速电机,标称电压为6V;感光元件串联在电源两端;芯片的第1/19脚为 使能端,实际使用中要接低电平;端子芯取自工业连接器里面的接线排座

寻光机器人电子部分的制作材料:三极管,光敏电阻或光敏二极管,红外线接收管,锂电池

机器人电子部分的主要元件使用的三极管是C1815, 可以替换成电流更大的8050,也可以使 用其他型号的小功率NPN 型三极管。锂电池充电器用一个报废的摩托罗拉手机充电器(标称输出 4.4V/1A)改造而成
 
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