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Codice Arduino e video: sensore a infrarossi a 4 canali per il rilevamento ostacoli dell'Arduino Smart Car

In questo tutorial esploreremo come utilizzare un modulo sensore di evitamento ostacoli a infrarossi a 4 canali per creare un'auto intelligente. Questo modulo è composto da quattro sensori a infrarossi che possono rilevare ostacoli in varie direzioni, permettendo al tuo veicolo robotico di reagire di conseguenza. Ogni sensore fornisce informazioni sulla prossimità, consentendoti di programmare risposte in base agli ostacoli rilevati.

Man mano che procediamo con questo progetto, affronteremo i componenti hardware, le istruzioni di cablaggio e il codice necessario per far funzionare efficacemente i sensori. Puoi trovare ulteriori chiarimenti nel video (al minuto 00:00).

Hardware spiegato

Il componente principale di questo progetto è il modulo di evitamento ostacoli a infrarossi a 4 canali, che utilizza il comparatore differenziale quadruplo LM339. Questo circuito integrato è in grado di funzionare tra 2 e 36 volt, ma nel nostro caso useremo 5 volt per compatibilità con l'Arduino. Ogni sensore del modulo ha un ingresso invertente e un ingresso non invertente, che gli consentono di confrontare la luce infrarossa riflessa dagli ostacoli e di emettere un segnale di conseguenza.

Il modulo è progettato con resistenze di pull-up che mantengono l'uscita alta quando non viene rilevato alcun ostacolo. Quando viene rilevato un oggetto, l'uscita va a livello basso, fornendo un segnale chiaro all'Arduino. Inoltre, il modulo è dotato di LED che indicano quando viene rilevato un ostacolo, migliorando il feedback per l'utente durante il funzionamento.

Dettagli della scheda tecnica

• Utilizzare una massa comune per tutti i componenti per evitare ingressi flottanti.
• Regolare il potenziometro di sensibilità per una portata di rilevamento ottimale.
• Verificare che la tensione di alimentazione sia corretta per evitare di danneggiare i sensori.
• Verificare i collegamenti elettrici per evitare letture errate dai sensori.
• Utilizzare condensatori di disaccoppiamento per stabilizzare l'alimentazione dei sensori.
• Collauda ogni sensore singolarmente prima di integrarlo nel sistema principale.

Istruzioni di cablaggio

Per collegare il modulo di evitamento ostacoli a infrarossi a 4 canali all'Arduino, inizia collegando alimentazione e massa. Collega il pin VCC del modulo sensore all'uscita 5V dell'Arduino. Quindi collega il pin GND del modulo alla massa (GND) dell'Arduino. Questo fornirà l'alimentazione necessaria per il funzionamento dei sensori.

Successivamente, collega i pin di uscita dei sensori ai pin di ingresso digitali dell'Arduino. Ad esempio, collega l'uscita del sensore anteriore sinistro (etichettato comeN1) al pin digitale 2, il sensore anteriore destro (N2) al pin 3, il sensore posteriore sinistro (N3) al pin 4, e il sensore posteriore destro (N4) al pin 5. Inoltre, puoi collegare l'uscita del freno al pin 8, l'indicatore anteriore di ostacolo al pin 9 e l'indicatore posteriore di ostacolo al pin 10. Assicurati che tutte le connessioni siano salde per un funzionamento affidabile.

Esempi di codice e guida passo passo

Il codice Arduino inizia definendo costanti per ogni pin dei sensori per facilitarne il riferimento in tutto il programma. Ad esempio,FRONT_LEFTè definito come il pin 2, rendendo chiaro quale sensore corrisponde a quale pin.

#define FRONT_LEFT 2 // pin 2 for front-left sensor
#define FRONT_RIGHT 3 // pin 3 for front-right sensor
#define REAR_LEFT 4 // pin 4 for rear-left sensor
#define REAR_RIGHT 5 // pin 5 for rear-right sensor

Nelsetup()funzione, ogni pin del sensore è configurato come ingresso usandopinMode(). Questa configurazione permette all'Arduino di leggere gli stati dei sensori durante il funzionamento.

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(FRONT_LEFT, INPUT);
  pinMode(FRONT_RIGHT, INPUT);
  pinMode(REAR_LEFT, INPUT);
  pinMode(REAR_RIGHT, INPUT);
}

Nel ciclo principale, lo stato di ogni sensore viene letto utilizzandodigitalRead(). Se viene rilevato un ostacolo (indicato da un segnale LOW), il LED corrispondente viene attivato e un messaggio viene stampato sul monitor seriale.

void loop() {
  int FR = digitalRead(FRONT_RIGHT);
  int FL = digitalRead(FRONT_LEFT);
  
  if( FR == LOW || FL == LOW) {
    digitalWrite(FRONT_OB,HIGH);
    Serial.println("Front obstacle");
  } else {
    digitalWrite(FRONT_OB,LOW);
  }
}

Questa struttura del codice permette una facile espansione e modifica, consentendoti di adattare le risposte alle esigenze specifiche della tua applicazione. Per il codice completo, fare riferimento alla sezione sul caricamento qui sotto.

Dimostrazione / Cosa aspettarsi

Una volta che tutto è cablato e il codice caricato, dovresti aspettarti che i LED sul modulo si accendano ogni volta che un ostacolo viene rilevato da uno qualsiasi dei sensori. Il monitor seriale mostrerà inoltre messaggi che indicano la presenza di ostacoli davanti o dietro. Se i sensori sono posizionati correttamente, l'auto intelligente reagirà fermandosi o cambiando direzione come programmato (nel video a 02:30).

Le insidie comuni includono collegamenti errati, che possono portare a ingressi flottanti o a letture errate. Assicurarsi che i sensori siano correttamente calibrati e che il potenziometro sia regolato per la sensibilità desiderata. Testare ogni sensore singolarmente può aiutare a identificare i problemi prima dell'integrazione completa.

Marcatori temporali del video

• 00:00- Introduzione al progetto
• 01:30- Spiegazione dell'hardware
• 02:30- Revisione del codice
• 03:45- Istruzioni di cablaggio
• 04:50- Dimostrazione dal vivo

Immagini

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4 channel infrared sensor module-1

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4 channel infrared sensor module-5

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