工控运动控制我是如何用 Arduino 控制机器人走路的
我是如何用 Arduino 控制机器人走路的？
在工控运动控制领域，Arduino 是一个非常受欢迎的微控制器平台，它不仅适用于简单的电子项目，还能被用于复杂的机器人和自动化系统。今天，我要讲述的是我如何使用 Arduino 来实现一个简单但功能强大的机器人的步行控制。
准备工作
首先，你需要一些基本的硬件组件，包括：
一个或多个传感器（例如超声波传感器、轮廓检测摄像头等）
电动马达
速度变频驱动
电源模块
可编程Arduino板（比如Arduino Mega 或者 Nano）
硬件连接
接下来，你需要将这些部件连接起来。这可能涉及到对电路图进行理解和实践，以及确保所有部分都能够正常工作。对于这个例子，我们假设你已经有了一个基本的机器人车身，可以移动前后并转弯。
将超声波传感器连接到 Arduino 的数字输入上，以便它可以读取环境距离。
将电动马达通过速度变频驱动与 Arduino 的PWM输出相连，这样就可以精细调节马达旋转速度。
连接电源模块为整个系统供电。
软件编程
现在我们开始编写代码来让我们的机器人能够根据环境信息做出反应。以下是一个简化版本的示例代码，它允许我们的机器人避开障碍物，并且保持一定距离行走：
#include <AFMotor.h> // 引入电动马达库
#define TRIGGER_PIN 9 // 超声波发射晶体管脚
#define ECHO_PIN 10 // 超声波接收晶体管脚
AF_DCMotor motor(1, MOTOR12_8KHZ); // 创建第一台马达对象，用以控制左右轮速差异，实现转向效果
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(TRIGGER_PIN, OUTPUT);
pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
motor.setSpeed(150); // 设置初始速度为150 RPM
}
void loop() {
int distance = read_distance(); // 阅读当前距离
if (distance < 20) { // 如果距离小于20厘米则减速避免碰撞
motor.setSpeed(50);
delay(500); // 停顿一段时间以观察周围情况
while (read_distance() < 30) {
motor.run(BACKWARD);
delayMicroseconds(1000);
motor.run(FORWARD);
delayMicroseconds(2000);
}
motor.setSpeed(150); // 一旦安全，就恢复原来的速度
} else {
move_forward(); // 如果没有障碍物，则继续前进
}
}
// 定义函数来测量当前距离：
int read_distance() {
digitalWrite(TRIGGER_PIN, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(TRIGGER_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIGGER_PIN, LOW);
int duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH)/58;
return duration;
}
// 定义函数来使车辆前进：
void move_forward() {
for(int i=180; i>=90; i--) {
for(int j=1; j<=i/18; j++) {
motor.run(FORWARD);
delay(j*30 - (j*i)/18000 + 5 );
}
for(int k=i+18; k>=180; k--) {
for(int l=k/18;l>=1;l--) {
if(l==k/18) continue;
if(k%l==0)
break;
else{
motor.run(BACKWARD);
delay(j*30 - (j*k)/18000 + l*5 );
break;
}
}
}
}
}
以上就是我用 Arduino 实现的一个简单工控运动控制示例。在这个案例中，我们使用超声波传感器来检测周围环境，并根据该信息调整机械臂或车辆运行状态。在实际应用中，你可以将这种方法扩展到更复杂的情况，比如通过摄像头识别目标并进行抓取操作，或是在工业生产线上监控和调整各个环节的工作流程。
