大家好，歡迎來到我的文章教程。今天，我將引導(dǎo)您通過使用樹莓派Pico創(chuàng)建一個目標(biāo)追逐機(jī)器人汽車的過程。

項目概述:

這個項目展示了一個目標(biāo)追逐機(jī)器人汽車，由樹莓派Pico和L298N電機(jī)驅(qū)動，結(jié)合機(jī)械輪，允許靈活和多向運(yùn)動。該設(shè)計集成了用于精確距離測量的超聲波傳感器和用于精確路徑檢測的紅外傳感器，使其成為愛好者和技術(shù)愛好者的理想DIY機(jī)器人項目。隨附的電路圖和詳細(xì)的機(jī)器人照片提供了清晰的布線和組裝指導(dǎo)，確保即使是初學(xué)者也可以跟隨建立自己的自動機(jī)器人車輛。

利用強(qiáng)大的微控制器平臺和高效的傳感器集成，該項目不僅展示了平穩(wěn)的向前運(yùn)動和響應(yīng)轉(zhuǎn)彎，而且提供了實時障礙物檢測的實際應(yīng)用。項目中包含的代碼示例無縫地管理電機(jī)控制和傳感器數(shù)據(jù)，從而使機(jī)器人能夠有效地追逐并導(dǎo)航到目標(biāo)。這個樹莓派Pico機(jī)器人汽車項目融合了現(xiàn)代組件和分步說明，對于任何對機(jī)器人、自動化和創(chuàng)新技術(shù)感興趣的人來說，都是必須嘗試的。

在開始之前，感謝JLCMC的贊助。

現(xiàn)在，讓我們開始我們的項目!

所需電子元件：

?超聲波傳感器

?紅外傳感器

?樹莓派

?L298N電機(jī)驅(qū)動器

?齒輪馬達(dá)

?Mecanum輪

?電路試驗板

?18650電池

?18650電池座

額外的工具:

?烙鐵

?熱熔膠

?刀

步驟1：3D CAD

我使用Tinkercad來規(guī)劃和設(shè)計我的項目。我在設(shè)計這個底盤時考慮了三件事：易于組裝，3D打印能力和可負(fù)擔(dān)性。在完成設(shè)計后，我將文件導(dǎo)出為STL格式，以確保它可以用于3D打印。所附文件包括所有必要的組件和尺寸精確打印和直接組裝。為了更大的負(fù)擔(dān)能力，您還可以考慮從亞克力板上切割底盤框架。

底盤組裝步驟：

?把電線焊到減速電機(jī)上。

?將3d打印的電機(jī)安裝夾固定在齒輪電機(jī)上。

?使用熱熔膠將電機(jī)(連同附帶的安裝夾)固定在機(jī)器人身上。

?將L298N電機(jī)驅(qū)動器安裝到機(jī)箱上，并將電機(jī)導(dǎo)線連接到其端子上。

?將機(jī)械輪安裝到齒輪馬達(dá)上。

您的底盤組裝現(xiàn)在完成，并為下一步做好準(zhǔn)備。

步驟2：提升你的電子項目- JLCMC

JLCMC是您所有電子制造需求的一站式商店，提供近60萬個sku的廣泛目錄，涵蓋硬件，機(jī)械，電子和自動化組件。他們承諾保證正品，快速發(fā)貨(大多數(shù)庫存產(chǎn)品在24小時內(nèi)發(fā)貨)，以及有競爭力的價格，這使他們與眾不同。此外，他們卓越的客戶服務(wù)確保您總是得到您所需要的東西，使您的項目成為現(xiàn)實。

為了表達(dá)他們對我們社區(qū)的支持，JLCMC提供獨(dú)家$19折扣券。

步驟3：樹莓派Pico和L298N電機(jī)驅(qū)動器之間的電路

L298N有六個關(guān)鍵引腳，您將連接到樹莓派Pico: ENA， IN1, IN2, IN3， IN4和ENB。這些引腳讓您的Pico告訴L298N要做什么。下面是連接它們的方法：

1.ENA(使能電機(jī)A)

?將ENA連接到Raspberry Pi Pico的GP7上。

?該引腳使用PWM控制電機(jī)A(左側(cè)電機(jī))的速度。把它想象成你車左邊的油門踏板。

2. IN1和IN2(電機(jī)A方向控制)

?在Pico上將IN1連接到GP6， IN2連接到GP5。

?這些引腳控制電機(jī)a的方向，通過設(shè)置一個高，另一個低，你可以使電機(jī)向前或向后旋轉(zhuǎn)。例如:

?IN1 = LOW, IN2 = HIGH：電機(jī)A向前旋轉(zhuǎn)。

?IN1 = HIGH, IN2 = LOW：電機(jī)A向后旋轉(zhuǎn)。

3. IN3和IN4(電機(jī)B方向控制)

將Pico上的IN3連接到GP4， IN4連接到GP3。

這些引腳控制電機(jī)B(右側(cè)電機(jī))的方向。它們的工作方式與IN1和IN2相同：

?IN3 = HIGH, IN4 = LOW：電機(jī)B向前旋轉(zhuǎn)。

?IN3 = LOW, IN4 = HIGH：電機(jī)B向后旋轉(zhuǎn)。

4. ENB(使能馬達(dá)B)

將ENB連接到Pico上的GP2。

這個引腳使用PWM控制電機(jī)B的速度，就像ENA控制電機(jī)a一樣。它是汽車右側(cè)的油門踏板。

步驟4：樹莓派Pico，超聲波傳感器和紅外傳感器之間的電路

連接了電機(jī)驅(qū)動器之后，是時候連接傳感器了，這將為你的機(jī)器人汽車提供“感官”。在這一步中，我們將連接超聲波傳感器和紅外傳感器。這些傳感器將幫助你的機(jī)器人汽車在環(huán)境中導(dǎo)航并做出明智的決定。讓我們開始吧!

連接超聲波傳感器

超聲波傳感器有四個引腳：VCC、GND、Trigger和Echo。下面是如何將它們連接到Raspberry Pi Pico：

?VCC：連接到Pico上的3.3V引腳。這為傳感器提供電力。

?GND：連接到Pico上的GND引腳。這就完成了電路。

?觸發(fā)：連接到Pico上的GP0。這個針發(fā)出超聲波脈沖。

?Echo：連接到Pico上的GP1。這個引腳接收反射脈沖，并告訴Pico物體有多遠(yuǎn)。

超聲波傳感器是如何工作的

?Pico向觸發(fā)器引腳發(fā)送短脈沖。

?傳感器發(fā)出超聲波并監(jiān)聽回聲。

?回聲引腳的高電平持續(xù)時間與物體的距離成正比。

?Pico測量這個持續(xù)時間，并使用以下公式計算距離：

?距離(cm) =(時間×聲速)/ 2

連接紅外傳感器

每個紅外傳感器有三個引腳：VCC， GND和OUT。我們將連接兩個紅外傳感器——一個用于機(jī)器人汽車的右側(cè)，一個用于機(jī)器人汽車的左側(cè)。

1. 右紅外傳感器：

?VCC：連接到Pico上的3.3V引腳。

?GND：連接到Pico上的GND引腳。

?OUT：連接到Pico上的GP8。該引腳根據(jù)傳感器是否檢測到障礙物或線路發(fā)送HIGH或LOW信號。

2. 左紅外傳感器：

?VCC：連接到Pico上的3.3V引腳。

?GND：連接到Pico上的GND引腳。

?OUT：連接到Pico上的GP9。這個引腳的工作方式與右邊的傳感器相同。

紅外傳感器是如何工作的

?當(dāng)紅外傳感器檢測到障礙物或反射表面(如白線)時，OUT引腳變?yōu)長OW。

?當(dāng)沒有障礙物或表面無反射(如黑線)時，OUT引腳變?yōu)镠IGH。

?Pico讀取這些信號并決定是左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)還是繼續(xù)前進(jìn)。

步驟5：電源供應(yīng)

L298N電機(jī)驅(qū)動器有兩個電源輸入引腳：VCC和GND。下面是連接電池的方法：

?電池正極(+)：連接L298N的VCC引腳。這為馬達(dá)提供動力。

?電池負(fù)極(-)：接L298N的GND引腳。這就完成了電路。

重要提示：確保電池電壓與電機(jī)的額定電壓相匹配。例如，如果你的電機(jī)額定電壓為6V，不要使用12V的電池，因為它可能會損壞它們。

?L298N有一個5V輸出引腳，可以為樹莓派Pico供電。下面是連接方法：

?L298N 5V引腳：連接Raspberry Pi Pico的VBUS引腳。這為Pico提供了5V的穩(wěn)壓電源。

?L298N GND引腳：連接Raspberry Pi Pico的GND引腳。這確保了L298N和Pico之間的共同點。

?工作原理：L298N有一個板載電壓調(diào)節(jié)器，可以將電池電壓降至5V，這對Pico來說是安全的。

電源連接的專業(yè)技巧

?使用電池和L298N之間的開關(guān)，可以輕松地打開和關(guān)閉機(jī)器人汽車。

?更換電路時，請務(wù)必斷開電池，以免發(fā)生意外短路。

步驟6：使用thony IDE上傳代碼

現(xiàn)在您的機(jī)器人汽車已經(jīng)完全連接好了，是時候用代碼將它帶入生活了!在這一步中，我們將使用thony IDE(一個用戶友好的Python編輯器)將代碼上傳到Raspberry Pi Pico。這個代碼將控制馬達(dá)，讀取傳感器數(shù)據(jù)，讓你的機(jī)器人汽車追逐目標(biāo)。我們開始吧!

1)安裝tony IDE

如果您還沒有安裝thony IDE，請執(zhí)行以下步驟：

?登錄thonny.org。

?下載與您的操作系統(tǒng)(Windows、macOS或Linux)匹配的tony版本。

?按照屏幕上的說明安裝thony。

2)連接樹莓派Pico到您的計算機(jī)

?將Micro-USB電纜插入樹莓派Pico。

?將電纜的另一端連接到計算機(jī)上。

?在插入時按住Pico上的BOOTSEL按鈕。這將使Pico進(jìn)入引導(dǎo)加載程序模式，允許它被您的計算機(jī)識別。

3)為Raspberry Pi Pico設(shè)置thony IDE

?在計算機(jī)上打開thony IDE。

?進(jìn)入Tools > Options。

?在解釋器選項卡中，選擇MicroPython (Raspberry Pi Pico)作為解釋器。

?選擇正確的端口(通常是Linux上的/dev/ttyACM0或Windows上的COMX)。

?單擊OK保存設(shè)置。

4)上傳代碼到Raspberry Pi Pico

復(fù)制以下代碼：

?單擊tony IDE中的Save按鈕。

?當(dāng)出現(xiàn)提示時，選擇Raspberry Pi Pico作為保存文件的位置。

?將該文件保存為main.py。這樣可以確保在Pico上電時代碼自動運(yùn)行。

?單擊Run按鈕(綠色箭頭)來上傳并執(zhí)行代碼。

本文編譯自hackster.io