Micropython Turniobit 会思考的避障车

bodasister

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。

1. from microbit import *
   
2. 
   
3. 
   
4. display.show(Image.ARROW_N)
   
5. pin11.write_digital(0)
   
6. pin12.write_digital(1)
   
7. pin13.write_digital(0)
   
8. pin19.write_digital(1)
   
9. while True:
   
10. num = 0
    
11. pin5.write_digital(0)
    
12. pin5.write_digital(1)
    
13. sleep(0.01)
    
14. if pin8.read_digital() != True:
    
15. pin5.write_digital(0)
    
16. pin5.write_digital(1)
    
17. sleep(0.01)
    
18. while pin8.read_digital():
    
19. num = num + 1
    
20. if num <= 8:
    
21. display.show(Image.ARROW_W)
    
22. pin11.write_digital(1)
    
23. pin12.write_digital(0)
    
24. pin13.write_digital(0)
    
25. pin19.write_digital(1)
    
26. sleep(1000)
    
27. display.show(Image.ARROW_N)
    
28. pin11.write_digital(0)
    
29. pin12.write_digital(1)
    
30. pin13.write_digital(0)
    
31. pin19.write_digital(1)
    

复制代码

       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。

1. from microbit import *
   
2. 
   
3. def Go():
   
4. display.show(Image.ARROW_N)
   
5. pin11.write_digital(0)
   
6. pin12.write_digital(1)
   
7. pin13.write_digital(0)
   
8. pin19.write_digital(1)
   
9. 
   
10. Go()
    
11. while True:
    
12. num = 0
    
13. pin5.write_digital(0)
    
14. pin5.write_digital(1)
    
15. sleep(0.01)
    
16. if pin8.read_digital() != True:
    
17. pin5.write_digital(0)
    
18. pin5.write_digital(1)
    
19. sleep(0.01)
    
20. while pin8.read_digital():
    
21. num = num + 1
    
22. if num <= 8:
    
23. display.show(Image.ARROW_W)
    
24. pin11.write_digital(1)
    
25. pin12.write_digital(0)
    
26. pin13.write_digital(0)
    
27. pin19.write_digital(1)
    
28. sleep(1000)
    
29. Go()
    

复制代码

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。

1. from microbit import *
   
2. 
   
3. def Go():
   
4. display.show(Image.ARROW_N)
   
5. pin11.write_digital(0)
   
6. pin12.write_digital(1)
   
7. pin13.write_digital(0)
   
8. pin19.write_digital(1)
   
9. 
   
10. def Turn():
    
11. display.show(Image.ARROW_W)
    
12. pin11.write_digital(1)
    
13. pin12.write_digital(0)
    
14. pin13.write_digital(0)
    
15. pin19.write_digital(1)
    
16. 
    
17. def Detection():
    
18. num=0
    
19. pin5.write_digital(0)
    
20. pin5.write_digital(1)
    
21. sleep(0.01)
    
22. if pin8.read_digital() != True:
    
23. pin5.write_digital(0)
    
24. pin5.write_digital(1)
    
25. sleep(0.01)
    
26. while pin8.read_digital():
    
27. num = num + 1
    
28. return num
    
29. 
    
30. Go()
    
31. while True:
    
32. num = Detection()
    
33. if num <= 8:
    
34. Turn()
    
35. sleep(1000)
    
36. Go()
    

复制代码