保姆级的Arduino循迹小车研发日志及一些坑

循迹小车的研发日志
技术设计路线
- 硬件部分
- - 简单的TCRT5000
  - 玄妙的L298N
- 安装部分
- 软件部分
- - 结语
  - 成品图：
  - 完整代码

循迹小车的研发日志

开发要求如下：

引言：为什么会用到米思齐这个青少年编程软件是有两个原因：

接到了某所小学的研发项目需求，研发成果给小学生参加无人车循迹比赛。
实验室的师弟师妹并不是所有都有编程基础，因此米思齐可以作为简单的编程引入课程。

技术设计路线

首先我认为 TCRT5000红外循迹传感器 是最重要的，有两个需要考虑的点，一个是数量，另一个则是排放方式；
其次我认为地图的走势也是很重要的，因此我手绘了一副地图并且分析了无人车的走向；(可以减少很多无用功）
最后就是 L298N 和 Arduino UNO的接线和应用。（没想到他是最麻烦的！！！）

下面附上我的大致思路：（中途有所修改）
在开发过程中，看到师弟师妹的做法有用排列的方法来实现的，也有用分情况触发来实现的，也不失为一种好办法。（排列指的是列出2⁴=16，16种可能性之后再一个个加判断条件；分情况触发指的是用一些特殊的位置进行判断，然后分段分析地图。）
但下面为我目前想到最简单的代码，调用尽量少的函数、尽量少的判断条件。

硬件部分

简单的TCRT5000

TCRT5000红外循迹传感器的发射二极管可以不断的发射红外线，通过检测反射回来的红外线的强大进行判断是否处于黑线上。当指示灯一直处于熄灭状态也就是没有检测到反射，即检测到黑色，此时模块输出端为高电平1；反之，指示灯点亮时为检测到反射，此时模块输出端为低电平0，即检测到白色。
需要3.3-5V供电。
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1Dqri3AanZbPhnMMCU1HZRQ
提取码：1234
在本设计路线中，用到四个TCRT5000，且排放方式在简易装配图中有画出。

玄妙的L298N

L298N作为直流步进电机驱动模块的主驱动芯片，所以该模块就简称为L298N了，该模块内置78M0通过驱动电源部分取电工作，因此当大于12V驱动电压是，应该使用外置的5V逻辑供电。

在产品介绍中也看到了，L298N不仅价格亲民，接线也很简单，逻辑也没什么毛病，那为什么说L298N这个直流电机驱动模块玄妙呢？大致分成以下几个说法：

电机有震动的声音但不转动
电机没有震动的声音且不转动
通电后测电压电压一直下降
一只轮子不转另一只转动
两只轮子转速有差别

解决方法如下：

电压不足，换电池，L298N虽然写的是5V可以供电，但会出现供电不足的问题，因为Arduino板也占用了电压，相当于串联分压。经过测试8.5-9V电机都能正常工作，而且转速不会特别低。
估计L298N的ENA/ENB出现问题，可以采用ENA/ENB短接，然后再IN1/IN3上面输入PWM信号，一样可以实现PWM控制
L298N与Arduino短接，可能是接线的时候误触导致，把所有的线都拔了重新插一次，如果还有上述问题，L298N本身串联了大容量的电容器，随着充电过程，电路充满电电路没有电流通过，导致电压降为零。
接线松掉，考虑3种情况，IN1/ENA没有接好；Arduino接IN1/ENA的线没接好；代码有问题，可以试着用我下面提供的PWM代码测试，如果两个轮子都转动，那就是代码出现问题。
L298N的H桥的电阻电容大小不是一样的，因此会有差别，倘若电机不太好，差别会更明显，建议用电压表来测试转速*（PWM控制其实就是控制电压，具体可以看公众号发布的文章。）*
如果只是平时自己玩玩这个小车，千万不要这么傻用单电源单驱动的方式，直接双电源双驱动，电压稳定之余PWM调节转换后也是一样的转速！！

资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1teVnq1LJ3VTQ55Lj8gTnFg
提取码：1234

安装部分

掏个洞，走线更好看。

轮子是外八的，更稳定一些。原因如下：

千万注意！！！！！L298N要用一个木板跟Arduino隔开！！！不然可能短路！！！

软件部分

在通过分析比赛赛道后了解到全部弯道都是左转，因此我们将代码分成4种主要判断条件。
其中直行最为关键，因此我们用3个主要的逻辑判断是否在走直线，并且他能走完直线的巡线。

L==0 && R==0;//识别到白色，直走；
L==1 && R==0;//中间靠左的传感器识别到黑线微微向左边调整；
L==0 && R==1;//中间靠右的传感器识别到黑线微微向右边调整；

写入新的函数，分别是直行，直行左转，直行右转。

void Forward()
{analogWrite(5,120);analogWrite(6,140);digitalWrite(4,LOW);//我采用的是IN1 IN3作为PWM输入，没有用到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);
}

当出现到十字路口时逻辑也应该判断为直走，因此我们需要加入判断全黑时直行。

LL==1 && L==1 && R==1 && RR==1;//识别到全黑，直走；

纵观全图，可以发现：几乎每一个十字路口即（全黑）都是一次重要的转折点。因此我们可以将全黑的情况设置为计数；加入一个新的判断函数即可

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

上诉的几个函数并不能完美的通过直角弯，因此加入新判断：

LL == 1//大左转

进入直角弯道后，会进入到虚线部分，虚线部分会因为我们前面程序检测到全白直行，导致冲出赛道，因此我们需要在这时候进入新的循环，也就是可以通过前面函数Timer中跳转进入循环。
且设置全白为微右调整，同时以防车子左微调会出去，可以在左微调时加入延时；
代码如下：

 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();}}

在最后一个十字路口我加了一个加速（可加可不加）

   if(a==6){if(L==0 && R==0)//均未检测到黑线Speedup();if(L==1 && R==0 && LL==0)//左侧检测到黑线,右侧没有,所以要左转Forwardturnleft();if(L==0 && R==1 && RR==0)//右侧检测到黑线，左侧没有,所以右转Forwardturnright();     }

结语

Emmm小车的结构、代码可能都不是最优的。希望各位大佬可以指正修改，也欢迎大家关注我们的公众号，一起分享关于开源机器人的项目和见解！！

成品图：

完整代码

提取码：open
如果崩了请联系我

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