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Micropython Turniobit 会思考的避障车

bodasister

2018-3-14 10:09:38 2109 Micropython

什么是会思考的避障车？

在日常生活中，大家会经常见到各种各样的遥控车，它需要我们人为的操作，控制它的前进、后退和转弯。今天就带大家认识一个不一样的新朋友——会思考的避障车。

会思考的避障车和我们平时的遥控车最主要的区别就是智能化，它可以不需要我们去操控，自己就能行走。同时它还会实时检测前方是否有障碍物，思考自己是否要前进或者转弯。

听到这里，是不是已经跃跃欲试了呢。话不多说，动起手来吧！

所需器材：

Ø TurnipBit开发板 1块

Ø 下载数据线 1条

Ø 智能小车套件 1套（底盘、车轮、电机等）

Ø 超声波模块（HC-SR04）1个（用作小车的“眼睛”）

Ø L298N电机驱动模块 1个

Ø 接入互联网的电脑 1台（推荐使用Google Chome或者Firefox浏览器）

电机驱动和超声波的安装

超声波模块共4个引脚，分别是VCC、GND、Trig和Echo。VCC接TurnipBit扩展板的+5V引脚，GND接TurnipBit扩展板的GND引脚，Trig触发引脚接P5，Echo回传引脚接P8。

L298N电机驱动模块左侧OUT3、OUT4接线端子对应接入左轮电机的下侧、上侧侧铜片，右侧也是。L298N的输入端IN1、IN2、IN3、IN4分别接入扩展板的P19、P13、P12、P11。

详细见下表：

TurnipBit扩展板	超声波模块	L298N
+5V	VCC	+12V、+5V
GND	GND	GND
P5	Trig
P8	Echo
P11		IN4
P12		IN3
P13		IN2
P19		IN1

程序设计伪代码分析

让我们先用伪代码来分析一下避障车的程序逻辑。首先，我们通过小车的超声波模块来检测前方是否存在障碍物，计算出与障碍物之间的距离。当与障碍物的距离小于或等于我们预设的安全距离时，控制小车进行转向避开障碍物；当与障碍物的距离大于我们预设的安全距离时，控制小车进行继续前进；逻辑顺序如下：

第一步，触犯超声波模块开始检测；

第二步：计算出与前方障碍物的距离；

第三步：判断与障碍物的距离是否小于设定的安全距离；

第四步：若小于或等于则进行转向，避开障碍物；

第五步：若大于则继续保持前进。

根据伪代码，画成流程图如下：

拼插编程

整体的拼插代码如下图：具体怎么一步一步拼插就不写了。

将程序名修改成turnipbit-car，点击【下载hex】按钮将程序保存到电脑里。

把保存的turnipbit- car.hex文件拖入TurnipBit磁盘中，我们会看到TurnipBit板子上的灯在闪烁，说明正在下载到控制板中。

下载成功后，将TurnipBit正确插入TurnipBit扩展板的金手指卡槽内，开始启动避障车吧。

代码分析

会思考的避障车整体代码，可参考右侧代码显示区，如下。

from microbit import *

display.show(Image.ARROW_N)
pin11.write_digital(0)
pin12.write_digital(1)
pin13.write_digital(0)
pin19.write_digital(1)
while True:
num = 0
pin5.write_digital(0)
pin5.write_digital(1)
sleep(0.01)
if pin8.read_digital() != True:
pin5.write_digital(0)
pin5.write_digital(1)
sleep(0.01)
while pin8.read_digital():
num = num + 1
if num <= 8:
display.show(Image.ARROW_W)
pin11.write_digital(1)
pin12.write_digital(0)
pin13.write_digital(0)
pin19.write_digital(1)
sleep(1000)
display.show(Image.ARROW_N)
pin11.write_digital(0)
pin12.write_digital(1)
pin13.write_digital(0)
pin19.write_digital(1)

接下来，我们一起来分析一下代码。

通过上面的代码，不难发现，控制避障车前进的代码部分我们重复编写了两遍，在实际项目中这种写法是不合理的。为了让代码更加简洁，优雅，我们将控制前进的代码部分提取出来建立名称为Go()的函数，在需要执行前进的地方直接调用Go()函数即可。

from microbit import *

def Go():
display.show(Image.ARROW_N)
pin11.write_digital(0)
pin12.write_digital(1)
pin13.write_digital(0)
pin19.write_digital(1)

Go()
while True:
num = 0
pin5.write_digital(0)
pin5.write_digital(1)
sleep(0.01)
if pin8.read_digital() != True:
pin5.write_digital(0)
pin5.write_digital(1)
sleep(0.01)
while pin8.read_digital():
num = num + 1
if num <= 8:
display.show(Image.ARROW_W)
pin11.write_digital(1)
pin12.write_digital(0)
pin13.write_digital(0)
pin19.write_digital(1)
sleep(1000)
Go()

按照同样的方式，我们将控制转向和检测障碍物的代码分别建立Turn()和Detection()函数。

from microbit import *

def Go():
display.show(Image.ARROW_N)
pin11.write_digital(0)
pin12.write_digital(1)
pin13.write_digital(0)
pin19.write_digital(1)

def Turn():
display.show(Image.ARROW_W)
pin11.write_digital(1)
pin12.write_digital(0)
pin13.write_digital(0)
pin19.write_digital(1)

def Detection():
num=0
pin5.write_digital(0)
pin5.write_digital(1)
sleep(0.01)
if pin8.read_digital() != True:
pin5.write_digital(0)
pin5.write_digital(1)
sleep(0.01)
while pin8.read_digital():
num = num + 1
return num

Go()
while True:
num = Detection()
if num <= 8:
Turn()
sleep(1000)
Go()