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让寻迹小车玩转扫雷、走钢丝，不同巡常路！

让寻迹小车玩转扫雷、走钢丝，不同巡常路！ DF创客社区
2016-09-23
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导读：做个不一样的巡迹车～～
 
  买虽省事，造更有趣！



项目作者：virtualwiz

来源：www.dfrobot.com



巡迹车估计是入门Arduino的同学们玩厌了的项目了吧

只要在地上贴个黑线，借助光学传感器和一些控制手段，就可以让小车（或者高大上一些的，Vortex）一路沿着黑线行驶。

简单点的做法，只要用红外反射传感器，电压比较器和几片逻辑器件就可以晃晃悠悠起来
复杂点的做法，可以用一大堆光学传感器，在高性能的单片机上运行PID算法，做出可以竞速的智能车


这回我们来做个不一样的巡迹车~~




这个小车用到了DFRobot的Romeo BLE控制器，板载蓝牙和电机驱动，做这种项目灰常合适

小车启动后，沿着一根直径1mm的细铁丝慢慢前进。轨道的随机位置会出现一枚硬币，小车巡迹途中如果遇到硬币，会发出报警声。
（参加过某比赛的同学们别笑我）


  

因为要检测的是细铁丝，可以使用TI公司的LDC1000数字电感传感器。

粗略地说，原理大概就是，
让一个空心的线圈靠近导体，这时导体就充当了线圈的铁芯，线圈的电感就会略微增加。LDC传感器以很高的频率扫描线圈，当电感特性发生了变化，就说明有导体靠近线圈，这就测出了我们需要的信息。

然后找个舵机，把线圈固定在一个杆上，让舵机来回扫动，同时不断读取LDC传感器的数据。这样，哪里测得的信号最强，就是细铁丝最有可能出现的方向，根据这个数值调整车的方向就可以了

 

这是舵机扫描过程中用串口绘图器画出的波形，上方峰值的位置就是最可能出现铁丝的位置。

  

Romeo上的电机驱动跳线使用了一种不同寻常的接法，将右上方的跳线交叉相连，将PWM信号从L298N的DIR引脚送入，经过测试，这种接法可以显著提升直流电机的低转速性能，但是同时会增加驱动芯片和电机的发热量。



送上代码~~据说写代码要规范，别人看到才会舒服。


代 码

<font face="Verdana">

//3rd version

#include <Servo.h>

#include "SPI.h"

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#include <Wire.h>

#define GPIO_MOT_LEFT_EN 5

#define GPIO_MOT_RIGHT_EN 6

#define GPIO_MOT_LEFT_DIR 4

#define GPIO_MOT_RIGHT_DIR 7

#define GPIO_SENSOR_SERVO 8

#define GPIO_BUZZER 3

#define GPIO_KEY A7

#define GPIO_LED 13

#define NAVI_DISTANCE_K 0.04

#define NAVI_MOT_PULSEWIDTH 100

#define IDLE_L 127

#define IDLE_R 127

#define SCAN_STARTPOS 50

#define SCAN_ENDPOS 130

#define SCAN_CENTER 90

#define CONTROL_KP 3

#define CONTROL_RUNSPEED 60

#define CONTROL_TURNSPEED 50

#define NAVI_TURNTHRE 6

#define SIGNAL_COIN 20000

#define SERVO_SLPTIME 3

#define SCAN_SLPTIME 50

const int CSB = 10;

//Hardware driver 

Servo ScannerArm;

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);

void SetMotorDuty(byte L,byte R) {

        analogWrite(GPIO_MOT_LEFT_EN,L);

        analogWrite(GPIO_MOT_RIGHT_EN,R);

}

void Motor_Crank() {

        digitalWrite(GPIO_MOT_LEFT_DIR,HIGH);

        digitalWrite(GPIO_MOT_RIGHT_DIR,HIGH);

}

void Motor_Standby() {

        digitalWrite(GPIO_MOT_LEFT_DIR,LOW);

        digitalWrite(GPIO_MOT_RIGHT_DIR,LOW);

}

void GPIO_Init() {

        pinMode(GPIO_MOT_LEFT_EN,OUTPUT);

        pinMode(GPIO_MOT_RIGHT_EN,OUTPUT);

        pinMode(GPIO_MOT_LEFT_DIR,OUTPUT);

        pinMode(GPIO_MOT_RIGHT_DIR,OUTPUT);

        pinMode(GPIO_BUZZER,OUTPUT);

        pinMode(GPIO_LED,OUTPUT);

        SetMotorDuty(0,0);

}

void Serial_LDCSensor_Init() {

        unsigned int data = 0;

  Serial.begin(9600);

  // start SPI library/ activate BUS

  SPI.begin();

 

  pinMode(CSB, OUTPUT); 

 SPI.setBitOrder(MSBFIRST);

  SPI.setDataMode(SPI_MODE0); // CPOL = 0 and CPH = 0 mode 3 also works

  SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV4); // set SCLK @ 4MHz, LDC1000 max is 4MHz DIV2 also works

  

    // set power mode to idle to configure stuff

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0x0B);

  SPI.transfer(0x00);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(100);

 // Set RpMax

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0x01);

  SPI.transfer(0x0E);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(100);

  // Set RpMin

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0x02);

  SPI.transfer(0x3B);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(100);

  

   // Set Sensor frequency

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0x03);

  SPI.transfer(0x94);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(100);

  

   // Set LDC configurationn

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0x04);

  SPI.transfer(0x17);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(100);

  

   // Set clock configuration

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0x05);

  SPI.transfer(0x00);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(100);

  

  

  // disable all interrupt modes

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0x0A);

  SPI.transfer(0x00);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  // set thresh HiLSB value

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0x06);

  SPI.transfer(0x50);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(100);

  // set thresh HiMSB value

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0x07);

  SPI.transfer(0x14);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(100);

  // set thresh LoLSB value

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0x08);

  SPI.transfer(0xC0);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(100);

  // set thresh LoMSB value

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0x09);

  SPI.transfer(0x12);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(100);

  

  // set power mode to active mode

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0x0B);

  SPI.transfer(0x01);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(100);

        

}

void Alarm(byte type) {

        switch(type)

        {

        case 1:

        tone(GPIO_BUZZER,1109,220);

        delay(220);

        tone(GPIO_BUZZER,1245,220);

        delay(220);

        tone(GPIO_BUZZER,1397,220);

        delay(220);

        noTone(GPIO_BUZZER);

        break;

        

        case 2: 

        tone(GPIO_BUZZER,1397,220);

        delay(220);

        tone(GPIO_BUZZER,1109,220);

        delay(220);

        tone(GPIO_BUZZER,1661,220);

        delay(220);

        noTone(GPIO_BUZZER);

        break;

        

        case 3: 

        tone(GPIO_BUZZER,1109,50);

        delay(50);

        noTone(GPIO_BUZZER);

        break;

        

        case 4:

        tone(GPIO_BUZZER,1397,150);

        delay(150);

        tone(GPIO_BUZZER,1661,150);

        delay(150);

        tone(GPIO_BUZZER,2794,150);

        delay(150);

        tone(GPIO_BUZZER,2217,150);

        delay(150);

        tone(GPIO_BUZZER,2489,150);

        delay(150);

        tone(GPIO_BUZZER,3322,150);

        delay(150);

        }

}

void Servo_Init() {

        ScannerArm.attach(GPIO_SENSOR_SERVO);

        ScannerArm.write(90);

}

void Display_Init(){

        lcd.init();

        lcd.backlight();

        //lcd.blink();

}

bool CoinFoundFlag = false;

 

int LDC_SingleScan() {

    unsigned int val = 0;

  unsigned int dataLSB = 0;

  unsigned int dataMSB = 0;

  unsigned int proximitydata = 0;

  

  // Read proximity data LSB register

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0xA1); // 0x80 + 0x21

  dataLSB = SPI.transfer(0x00);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(SERVO_SLPTIME);

  

  // Read proximity data MSB register

  digitalWrite(CSB, LOW);

  SPI.transfer(0xA2); // 0x80 + 0x22

  dataMSB = SPI.transfer(0x00);

  digitalWrite(CSB, HIGH);

  delay(SERVO_SLPTIME);

  

  proximitydata = ((unsigned int)dataMSB << 8) | (dataLSB);// combine two registers to form 16bit resolution proximity data

  if(proximitydata == 0) Alarm(3);

  Serial.println(proximitydata);

 // Serial.print("\t");

  return proximitydata;

}

byte LDC_AutoScan() {

        static signed char ScanDirection = 1;

        int MaxSignalOnPos = 0;

        int MaxSignal = 0;

        int LDCReadBuf = 0;

        int Start;

        int End;

        if(ScanDirection == 1)

        {

        Start = SCAN_STARTPOS;

        End = SCAN_ENDPOS;

        }

        else 

        {

        End = SCAN_STARTPOS;

        Start = SCAN_ENDPOS;

        }

        for(int CurrentPos = Start ; CurrentPos != End ; CurrentPos += ScanDirection)

        {

                LDCReadBuf = LDC_SingleScan();

                ScannerArm.write(CurrentPos);

                if(LDCReadBuf > MaxSignal)

                {

                        MaxSignal = LDCReadBuf;

                        MaxSignalOnPos = CurrentPos;

                }

        }

        ScanDirection = -ScanDirection;

        if(MaxSignal >= SIGNAL_COIN) {

        Alarm(4);

        CoinFoundFlag = true;

        }

        return MaxSignalOnPos;

}

int LDCValueMax = 1;

int LDCValueMin = 0;

void LDC_StartCalibration()

{        

        

}

void LCD_Format() {

        lcd.setCursor(0,0);

        lcd.print("STATUS  Dir=    ");

        lcd.setCursor(0,1);

        lcd.print("Dst=    Tim=    ");

}

void LCD_ShowInfo(int dir,int dst,int time) {

        lcd.setCursor(12,0);

        lcd.print(dir);

        lcd.setCursor(4,1);

        lcd.print(dst);

        lcd.setCursor(12,1);

        lcd.print(time);

}

byte SpeedWidthLimit(int orig){

        byte dest = orig;

        if(orig >= 255) dest = 254;

        if(orig <= 0 ) dest = 1;

        return dest;

}

int Run_Time;

void setup() {

        Serial_LDCSensor_Init();

        GPIO_Init();

        Servo_Init();

        Display_Init();

        lcd.setCursor(0,0);

        lcd.print("Press any key");

        lcd.setCursor(0,1);

        lcd.print("   [PLL MODE]");

        Alarm(1);

        while(analogRead(GPIO_KEY) > 900);

        Alarm(2);

        delay(1000);

        SetMotorDuty(IDLE_L,IDLE_R);

        delay(1000);

        Run_Time = millis() / 1000;

//        while(1) LDC_SingleScan();

}

int Distance = 0;

void loop() {

        int Duty_Left;

        int Duty_Right;

        int PeakAngle = LDC_AutoScan() - 90;

        if(PeakAngle <= NAVI_TURNTHRE && PeakAngle >= -NAVI_TURNTHRE)

        {

        Duty_Left = IDLE_L + CONTROL_RUNSPEED + (CONTROL_KP * PeakAngle);

        Duty_Right = IDLE_R + CONTROL_RUNSPEED - (CONTROL_KP * PeakAngle);

        }

        else 

        {

        Duty_Left = IDLE_L + CONTROL_TURNSPEED + (CONTROL_KP * PeakAngle);

        Duty_Right = IDLE_R + CONTROL_TURNSPEED - (CONTROL_KP * PeakAngle);

        }

        Motor_Crank();

        if(CoinFoundFlag)

        {

        SetMotorDuty(IDLE_L + CONTROL_RUNSPEED + 20,IDLE_R + CONTROL_RUNSPEED + 20);

        CoinFoundFlag = false;

        }

        else

        {

        SetMotorDuty(SpeedWidthLimit(Duty_Left),SpeedWidthLimit(Duty_Right));

        }

        

        Distance += NAVI_DISTANCE_K * CONTROL_RUNSPEED;

        

        delay(NAVI_MOT_PULSEWIDTH);

        

        SetMotorDuty(IDLE_L,IDLE_R);

        LCD_Format();

        LCD_ShowInfo(PeakAngle , Distance , millis() / 1000 - Run_Time);

        Motor_Standby();

        //Serial.println(LDC_AutoScan());

}

</font>



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作者：

蔡胤  凌刚  刘柏锋  张嗣德  赵艺  赵志安  薛恩鹏 许敏  王利攀  杜尚明  姚毓夏  龚晨  朱宇



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