第27/31课：汽车-5 SunFounder智能车使用Arduino跟随你的手 | Robojax

第27/31课：汽车-5 SunFounder智能车使用Arduino跟随你的手 | Robojax

介紹

你有冇試過想整一部可以對你嘅存在作出直觀反應嘅機械人？呢個項目將一部標準嘅SunFounder智能車改造成一部跟住你隻手郁嘅手勢控制車。佢唔使用遙控器或者智能手機應用程式，而係結合超聲波同紅外線感應器嚟偵測你隻手嘅位置同距離，令你可以用簡單自然嘅動作嚟控制佢向左、向右或者向前行。

呢個項目係Robojax Arduino課程（第27/31課）嘅一部分，並且使用SunFounder 3合1 Arduino套件嚟搭建。佢係一個好好嘅方法去學習感應器融合，即係多個感應器一齊運作嚟產生更複雜同更具反應性嘅行為。喺現實世界入面嘅價值在於理解點樣結合唔同類型嘅輸入嚟做決定，呢個係機械人同自動化嘅基本概念。

以下係一啲你可以用呢個邏輯嚟擴展嘅實際想法：

• 互動展覽：整一個細型機械人展示裝置，跟住訪客嚟吸引佢哋嘅注意力。
• 自主避障平台：修改程式碼，令部車可以喺房間入面導航，避開障礙物而唔係跟住隻手。
• 教育機械人套件：用呢個作為基礎項目，教學生感應器整合、邏輯同摩打控制。
• 智能送貨車：喺受控制嘅環境入面，呢個邏輯可以改編成一部細型送貨車，喺倉庫或者工廠入面跟住一個人行。

硬件同零件

呢個項目使用SunFounder 3合1 Arduino套件入面包含嘅零件。你會用到嘅核心零件包括：

• SunFounder智能車底盤：有車輪同摩打嘅實體平台。
• Arduino板：部車嘅「大腦」，負責執行程式碼。
• 超聲波感應器（HC-SR04）：用嚟量度部車前面物件（你隻手）嘅距離。
• 兩個紅外線避障感應器：安裝喺左邊同右邊，用嚟偵測你隻手喺嗰兩邊嘅存在。
• 摩打驅動器：一個模組（通常係L298N或者類似嘅），用嚟根據Arduino嘅訊號控制部車摩打嘅速度同方向。
• 電源：電池，用嚟為Arduino同摩打供電。

接線指南

正如影片入面提到，呢個項目嘅接線同之前避障車課程入面解釋嘅係一樣。感應器同摩打全部都連接到Arduino嘅數碼同模擬引腳。如果想睇視覺參考，請參閱SunFounder智能車嘅接線圖。

程式碼定義咗每個零件使用嘅特定引腳，詳情會喺下一節講解。

程式碼解釋

呢一節會集中講解程式碼入面你可以自行調整嘅部分，方便你根據自己部車嚟修改。完整程式可以喺Robojax資源頁面下載。

喺程式最頂部，你會搵到引腳定義。如果你接線同導師唔同，呢啲就係最需要理解嘅關鍵行。

const int A_1B = 5;
const int A_1A = 6;
const int B_1B = 9;
const int B_1A = 10;

const int rightIR=7;
const int leftIR=8;

const int trigPin = 3;
const int echoPin = 4;

以下係每組引腳嘅作用：

• 摩打引腳（A_1A、A_1B、B_1A、B_1B）：呢啲係連接到摩打驅動器嚟控制兩個摩打嘅引腳。「A」同「B」標籤通常分別指左邊同右邊摩打。如果你嘅摩打驅動器連接到唔同嘅Arduino引腳，你一定要改呢啲設定。
• 紅外線感應器引腳（rightIR、leftIR）：呢啲數碼輸入引腳讀取左邊同右邊紅外線避障感應器嘅訊號。數值0代表偵測到障礙物（你隻手），而1代表路徑暢通。
• 超聲波感應器引腳（trigPin、echoPin）：trigPin係一個輸出，用嚟發送短暫嘅超聲波脈衝，而echoPin係一個輸入，用嚟讀取反射脈衝嘅持續時間嚟計算距離。

喺loop()函數入面，你會搵到主要行為邏輯。有一個變數你可能想調整：

int speed = 150;

呢個speed變數控制移動期間傳送到摩打嘅功率。佢可以喺0（停止）到255（最大速度）之間。你可以提高呢個數值（例如去到200）令部車快啲，或者降低佢（例如去到100）令移動更受控制、更慢。

程式碼仲包含好似moveForward()、turnLeft()同turnRight()嘅函數。呢啲函數用嚟控制部車嘅移動，並且會根據感應器讀數嚟被呼叫。你唔需要修改佢哋，但你可以將佢哋當作積木嚟建立自己嘅自訂行為。

「跟住你隻手」邏輯點樣運作

呢個項目嘅神奇之處在於Arduino點樣解讀三個感測器嘅數據。邏輯好直接，而且會喺loop()函數入面不斷執行。

首先，車仔會用超聲波感測器量度正前方物件嘅距離。然後，佢會檢查兩個紅外線感測器，睇吓左邊或者右邊有冇物件。決策過程如下：

1. 向前行：如果超聲波感測器量度到嘅距離大過5厘米但細過10厘米，車仔就會向前行。咁就形成一個「最佳區域」，車仔會跟住你隻手行。
2. 轉左：如果距離唔喺嗰個區域，車仔就會檢查紅外線感測器。如果左邊感測器被擋住（你隻手喺左邊）而右邊感測器暢通，車仔就會轉左。
3. 轉右：相反，如果右邊感測器被擋住而左邊暢通，車仔就會轉右。
4. 停低：如果以上條件都唔符合——例如你隻手太遠或者太近——車仔就會停低。

呢套簡單嘅規則令車仔可以動態咁對應你隻手嘅位置，創造出流暢同直觀嘅跟隨行為。

現場項目示範

喺影片示範入面，導師會即場展示車仔嘅行為。串流監視器用嚟顯示超聲波感測器讀到嘅距離。當車仔閒置而你隻手離得好遠（例如36厘米），佢會保持停低。當你將隻手放喺車仔前面5-10厘米嘅區域，佢就會開始向前行。

示範仲會突出轉向邏輯。當你將隻手放喺車仔左邊，左邊紅外線感測器就會觸發，車仔就會轉左。同樣，將隻手放喺右邊就會令車仔轉右。車仔會繼續跟住你隻手移動，只有當你隻手離開佢嘅感測範圍或者太近嗰陣先會停低。咁就確認咗感測器融合同邏輯運作正常，創造出一個反應靈敏同好玩嘅項目。

章節

• [00:00] 跟手智能車簡介
• [00:35] 關於Robojax Arduino課程同套件
• [01:41] 項目概覽同程式碼設定
• [02:19] 引腳定義同設定嘅解釋
• [03:19] 跟住你隻手嘅程式碼邏輯
• [05:48] 車仔實際運作嘅現場示範
• [07:28] 最終示範同性能檢討

圖片

Car 7 8 follow hand

27 SunFounder Car 5 follow hand

Car 7 8 follow hand

27 SunFounder Car 5 follow hand

/*
Lesson 27/31: Car-5 SunFounder Smart Car Follows Your Hand
Get this code and watch video Download and resource page https://robojax.com/RJT610
YouTube video https://www.youtube.com/watch?v=mcbJlE7-8ro

*/
const int A_1B = 5;
const int A_1A = 6;
const int B_1B = 9;
const int B_1A = 10;

const int rightIR=7;
const int leftIR=8;

const int trigPin = 3;
const int echoPin = 4;

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  //motor
  pinMode(A_1B, OUTPUT);
  pinMode(A_1A, OUTPUT);
  pinMode(B_1B, OUTPUT);
  pinMode(B_1A, OUTPUT);

  //IR obstacle
  pinMode(leftIR,INPUT);
  pinMode(rightIR,INPUT);
  
  //ultrasonic
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
}

void loop() {

  float distance = readSensorData();

  int left = digitalRead(leftIR);  // 0: Obstructed   1: Empty
  int right = digitalRead(rightIR);
  int speed = 150;

  if (distance>5 && distance<10){
    moveForward(speed);
  }else if(!left&&right){
    turnLeft(speed);
  }else if(left&&!right){
    turnRight(speed);
  }else{
    stopMove();
  }
}

float readSensorData() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  float distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58.00; //Equivalent to (340m/s*1us)/2
  return distance;
}

void moveForward(int speed) {
  analogWrite(A_1B, 0);
  analogWrite(A_1A, speed);
  analogWrite(B_1B, speed);
  analogWrite(B_1A, 0);
}

void moveBackward(int speed) {
  analogWrite(A_1B, speed);
  analogWrite(A_1A, 0);
  analogWrite(B_1B, 0);
  analogWrite(B_1A, speed);
}

void turnRight(int speed) {
  analogWrite(A_1B, speed);
  analogWrite(A_1A, 0);
  analogWrite(B_1B, speed);
  analogWrite(B_1A, 0);
}

void turnLeft(int speed) {
  analogWrite(A_1B, 0);
  analogWrite(A_1A, speed);
  analogWrite(B_1B, 0);
  analogWrite(B_1A, speed);
}

void stopMove() {
  analogWrite(A_1B, 0);
  analogWrite(A_1A, 0);
  analogWrite(B_1B, 0);
  analogWrite(B_1A, 0);
}