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luokai DIY六级 981059
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【EasyEDA杯】超声波跟随小车,实现自动跟随!

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本帖最后由 luokai 于 2016-9-23 22:37 编辑

   
    一个月前就寻思做一辆自动跟随的小车(原理可以理解成跟屁虫),一开始感觉好玩,然后觉得有难度,所以就开始弄了。当时老师扔了一盒子的HC-SR04超声波测距模块给我,这种超声波模块玩法只要使能T脚,然后算出E脚电平时间就可以得到距离。用法很简单,为了省事,我们后面的小车的发生器只用HC-SR04的发射功能。
          跟随小车基本原理:【小车】向【发射源】发送使能超声波发射的信息,【发射源】接收到后,使能发射模块发射超声波,同时【小车】单片机开启计时和中断,通过左右中断和得到的时间,再利用平面坐标原理定位【发射源】平面位置所在。




   希望大家能区别红外寻迹和超声波定位原理。效果完全不同。寻迹目标是定下来的,而超声波定位能实现对目标实时的跟随!




             那么搞小车就要有车架,作为学生党,是没什么钱的,笔者找到了学校好几年没人玩的“探索者”机器人工具箱,对车架进行了铝合金块拼装。外表全金属。看着还不错。        PS:如果你要做小车就别用这种车架,因为一套下来好贵的啊,我还是借学校用的。TB有很多性价比很高的车架供你们选择。
L (23).JPG L (24).JPG

折腾了一天,基本车架就完成了。图中主控NXPARM单片机。
                   PS加上蓝牙变成遥控车。
L (25).jpg
小车底座原型做好啦。铝合金效果不错吧。
随后,制作了CX20106A的接收模块, 负责右边左边的信号接收
L (26).jpg
接着写出了基于Arduino版本的超声波跟随小车。搞出了第一代超声波跟随小车。
L (1).jpg
小视频,没怎么记录Arduino跟随小车的作品
1.gif 2.gif

      第一代跟随小车是基于Arduino平台写的,优点是开发周期短,但是后面调试当中发现中断容易被自己干扰,寄存器操作不方便,修改底层函数也很困难,因为小车要和发射源时间同步,用红外做同步真心坑。还有就是中断不够用啊,总结出Arduino真不适合搞这玩意。
         大家要是喜欢用Arduino搞的话,资料包有它的源代码。注释很多哦。

   于是后面转战STC,手头有很多STC12系列的单片机,12系列的内部资源很丰富。符合设计需求。之前老师扔了一块亚博开发板给我。开发板体积刚好和小车螺孔匹配。装上去玩玩。

经过几天调试。第二代超声波跟随小车搞出来啦。


来看几张效果图

L (3).JPG

正面

L (7).JPG

车头

L (10).JPG

车尾

L (8).JPG

方向与距离传感器

L (4).JPG

CX20106A

L (14).JPG

STC12C508S2单片机

L (6).JPG

凌承芯的2.4G无线单向通讯芯片

L (5).JPG


同时笔者还制作了发射器(发射源)

L (11).JPG

L (12).JPG

STC15F104W单片机

L (13).JPG

发射器用STC15C104W单片机作为核心,带锂电池供电、TP4052充电模块、升压电路。

发射器背面设计。

L (18).JPG
        小车能在2米半距离内95%正确行走。超过2米半看使用者握发射器的姿势决定小车动向(其实五六米也没问题,要求目标短时间不动,车子自己跟上来,不会乱跑的),发射源功率很小,希望有人完善它,比如上变压器推动。


说那么多。还是用视频说话吧

车子跑得很慢,其实那个速度已经是跑的最快了。(但是力气很大)



大家制作的时候应注意以下几点:

【1】CX20106A很容易干扰,可以尝试加大1脚电容(别太大),或者通过调节5脚脱离干扰源中心频率。
【2】动力部分和控制部分一定要大电源供应。别拿功率小的移动电源推动,没用的,最好分别双线供电。
【3】发射器方向推荐朝地面。得到反弹的波形效果更佳范围更大!
【4】电路图是用Eagle画的,所以要查看只能用Eagle哦。源文件自带此软件。
【5】关于时间同步。我是用2.4G无线模块(玩法类似315MHZ那种),只是简单的透传数字信号。大家可以尝试NRF24L01(笔者没采用,担心延时问题),也可以用红外同步时间。
【6】笔者的小车动力部分是舵机+Ardunio制作的(省钱)。大家不必和笔者一样玩法,看懂代码移植到你的平台就可以了。

资料内容
23.png
部分电路

      电路图.png
第一代跟随小车Arduino调试图片
1 (2).png
1 (1).png


其他图片

L (20).JPG
屏幕是显示L的计数距离和R的计数距离,以及它们的差值

L (17).JPG
L (2).JPG

Thanks for watching





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做的不错,刀币奉上,鼓励开源 。
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不错    不知这个在人群中是如何让它始终跟随同一个人的?
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跟任意物体走才好玩。
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不错,谢谢楼主分享资源。
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创意不错,必须赞一个
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创意太好了。就是那句话——没有做不到的,只有想不到的。
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跟着走在两侧有障碍物的时候转弯,前面的发射器如果转得太急,小车会不会卡在障碍物,就比如绕过柱子
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luokai DIY六级  楼主 |
渴望阳光的种子 发表于 2016-9-11 10:25
跟着走在两侧有障碍物的时候转弯,前面的发射器如果转得太急,小车会不会卡在障碍物,就比如绕过柱子

一般不会卡在障碍物,我们假设直角,发射源突然转直角,因为是从地面来的反射波,车子会贴着墙面走,直到检测到强信号,立刻换向。超声波可以穿人,所以不能拿人做障碍物。 你可以试试加别的传感器应付这种情况。提高成功率。
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如果快点就像遛狗一样,哈哈哈哈,不过超声波唯一缺陷就是太慢,相对来说红外更快
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