使用Arduino UNO硬件和红外遥控制作智能小车
使用Arduino UNO硬件和红外遥控制作智能小车
概述
本文主要介绍使用整体结构小车底盘，外加Arduino控制板和L298N控制板搭建一台智能遥控小车。以HX1838B作为控制信号接收模块，使用遥控器就能控制小车前进、后退、左转、右转功能。
硬件组成
电机驱动模块
电机驱动模块，主要用于驱动板上的四个电机。使用L298N模块，其通过下图的真值表，控制四个电机的前进，后退，左转，右转。且该模块还有一个集成的5V电压模块：78M05e稳压电路，其可以输出5V的电压，用于对控制板供电。
下图为L298N板卡电路图：
L298N驱动模块接口定义如下：
驱动板引脚功能介绍：
引脚 | 功能 | 介绍 |
|---|---|---|
VCC | 外部电源供电引脚 | |
GND | 公共地 | 控制板和外部电源GND都接在这个引脚上 |
5V | 控制板电源引脚 | |
IN1,IN2 | 左侧两个电机控制线 | 连接控制板IO |
IN3,IN4 | 右侧两个电机控制线 | 连接控制板IO |
OU1,OUT2 | 左侧电机驱动接口 | 连接直流电机信号线 |
OU3,OUT4 | 右侧电机驱动接口 | 连接直流电机信号线 |
控制板
控制板使用Arduino UNO, 其实现功能如下：
1）控制电机驱动板 IN1、IN2、IN3、IN4的电平状态
2）接收遥控器信号
引脚功能定义如下：
控制板引脚 | 功能 | 介绍 |
|---|---|---|
AI-0 | 连接控制板： IN-1 | 左侧电机控制信号引脚 |
AI-1 | 连接控制板： IN-2 | 左侧电机控制信号引脚 |
AI-2 | 连接控制板： IN-3 | 右侧电机控制信号引脚 |
AI-3 | 连接控制板： IN-4 | 右侧电机控制信号引脚 |
D2 | 连接IR | HX1838B 信号接口 |
遥控器模块
红外信号接收信号，用于接收要控制发送的控制码，以实现小车前进，后退，左转，右转。Arduino UNO的公共库已经提供该模块的驱动，使用时仅需连接pin引脚。调用相应的接口函数，就可以实现解码功能。本系统使用IR模块为HX1838B。关于和红外遥控相关的代码可参考：
https://github.com/Arduino-IRremote/Arduino-IRremote/blob/master/src/ir_NEC.hpp
机械结构
底盘介绍
在某宝上，可以采购现成的地盘，回来自己组装，价位一般在50RMB，包括4个车轮，测速码盘，直流电机。线路连接注意点：
1）左侧两个电机转动方向必须一致
2）右侧两个电机转动方向必须一致
转向功能实现
右转： 右侧两个电机向后运行，左侧两个电机向前运动
左转： 右侧两个电机向前运行，左侧两个电机向后运动
软件实现
使用Arduino IDE编写代码，主要实现，红外解码，控制电机转动方向，详细代码如下：
// ATMEL ATMEGA8 & 168 / ARDUINO
//
// +-\/-+
// PC6 1| |28 PC5 (AI 5)
// (D 0) PD0 2| |27 PC4 (AI 4)
// (D 1) PD1 3| |26 PC3 (AI 3)
// (D 2) PD2 4| |25 PC2 (AI 2)
// PWM+ (D 3) PD3 5| |24 PC1 (AI 1)
// (D 4) PD4 6| |23 PC0 (AI 0)
// VCC 7| |22 GND
// GND 8| |21 AREF
// PB6 9| |20 AVCC
// PB7 10| |19 PB5 (D 13)
// PWM+ (D 5) PD5 11| |18 PB4 (D 12)
// PWM+ (D 6) PD6 12| |17 PB3 (D 11) PWM
// (D 7) PD7 13| |16 PB2 (D 10) PWM
// (D 8) PB0 14| |15 PB1 (D 9) PWM
// +----+
#include <Arduino.h>
#include <IRremote.hpp>
//电机控制接口
#define PIN_A0 (14)
#define PIN_A1 (15)
#define PIN_A2 (16)
#define PIN_A3 (17)
static const uint8_t MA0 = PIN_A0;
static const uint8_t MA1 = PIN_A1;
static const uint8_t MA2 = PIN_A2;
static const uint8_t MA3 = PIN_A3;
// IR 信号接口
#define IR_RECEIVE_PIN 2 // To be compatible with interrupt example, pin 2 is chosen here.
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
IrReceiver.begin(IR_RECEIVE_PIN, ENABLE_LED_FEEDBACK);
Serial.begin(9600);
pinMode(MA0, OUTPUT);
pinMode(MA1, OUTPUT);
pinMode(MA2, OUTPUT);
pinMode(MA3, OUTPUT);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
if (IrReceiver.decode()) { // Grab an IR code
IrReceiver.printIRResultShort(&Serial);
//IrReceive
Serial.println(IrReceiver.lastDecodedCommand, HEX); // Print "old" raw data
switch( IrReceiver.lastDecodedCommand )
{
case 0x18: //前进
digitalWrite(MA0, LOW);
digitalWrite(MA1, HIGH);
digitalWrite(MA2, LOW);
digitalWrite(MA3, HIGH);
break;
case 0x52: //后退
digitalWrite(MA0, HIGH);
digitalWrite(MA1, LOW);
digitalWrite(MA2, HIGH);
digitalWrite(MA3, LOW);
break;
case 0x08: // 左转
digitalWrite(MA0, HIGH);
digitalWrite(MA1, LOW);
digitalWrite(MA2, LOW);
digitalWrite(MA3, HIGH);
break;
case 0x5a: //右转
digitalWrite(MA0, LOW);
digitalWrite(MA1, HIGH);
digitalWrite(MA2, HIGH);
digitalWrite(MA3, LOW);
break;
case 0x45:
default:
digitalWrite(MA0, LOW);
digitalWrite(MA1, LOW);
digitalWrite(MA2, LOW);
digitalWrite(MA3, LOW);
break;
}
}
IrReceiver.resume(); // Prepare for the next value
}
运行测试
红外解码测试
红外解码测试：
地址位：
数据位：
数据码信息，控制板能准确解析遥控器的编码信息：
电机运行测试
遥控器按键和小车运行方向关系：
通过按遥控器按键，可以自由控制小车运行方向：
现场测试图片：