机器人制作开源方案 | 莲花灯

机器谱

1. 功能描述
       莲花灯是一款基于莲花形象设计的机器人，本文示例将用两种模式来实现莲花灯的亮灭功能。
       自主模式：用 光强传感器【https://www.robotway.com/h-col-137.html】 控制莲花灯的灯叶开合。暗光情况下灯叶打开，灯亮；强光情况下灯叶闭合，灯灭。
       遥控模式：采用 蓝牙串口模块【https://www.robotway.com/h-col-141.html】 控制灯叶开合。灯叶打开，灯亮；灯叶闭合，灯灭。

2. 结构说明
       莲花灯采用“探索者”结构件搭建、辅以外观设计而成，由曲柄摇杆机构和平行四连杆机构构成一个二级升降机构，通过杠杆来控制莲花灯的开合。

       莲花灯的灯叶开合主要是由膨胀机构来控制的，膨胀轮是整个结构的核心部分，这种结构的优点是可实现收缩和膨胀，从而来控制灯叶的开合。

膨胀轮

3. 电子硬件
在这个示例中，我们采用了以下硬件，请大家参考：

主控板	Basra主控板（兼容Arduino Uno）‍
扩展板	Bigfish2.1扩展板‍
传感器	光强传感器
通信	蓝牙串口模块
电池	7.4V锂电池

电路连接：
       ① 灯带：连在Bigfish扩展板的D9、D10接口上
       ② 舵机：连在Bigfish扩展板的D4端口上
       ③ 蓝牙串口模块：安装在Bigfish扩展坞上
       ④ 光强传感器：连在Bigfish扩展板的A0端口上

4. 功能实现
4.1自主模式
编程环境：Arduino 1.8.19
下面提供一个实现暗光情况下灯叶打开，灯亮；强光情况下灯叶闭合，灯灭的参考程序（light.ino）：

1. /*------------------------------------------------------------------------------------
   
2. 
   
3.   版权说明：Copyright 2023 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
   
4. 
   
5.            Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at
   
6. 
   
7.            https://opensource.org/licenses/MIT
   
8. 
   
9.            by 机器谱 2023-10-25 https://www.robotway.com/
   
10. 
    
11.   ------------------------------*/
    
12. 
    
13. /*
    
14. 
    
15. * Light测试例程
    
16. 
    
17. * 2018/04/17
    
18. 
    
19. * ————————————
    
20. 
    
21. * 接线：
    
22. 
    
23. *    灯带：9、10
    
24. 
    
25. *    舵机：4
    
26. 
    
27. *    蓝牙：Bigfish扩展坞
    
28. 
    
29. *    光强：A0
    
30. 
    
31. * ————————————
    
32. 
    
33. * 功能：
    
34. 
    
35. *    控制模式：蓝牙控制灯叶开合
    
36. 
    
37. *    自主模式：光强传感器控制灯叶开合
    
38. 
    
39. *   
    
40. 
    
41. *    灯叶打开，灯亮；灯叶闭合，灯灭
    
42. 
    
43. */
    
44. 
    
45. #include <ServoTimer2.h>
    
46. 
    
47. #include "light.h"
    
48. 
    
49. ServoTimer2 myServo;
    
50. 
    
51. int servo_port = 4;       //定义舵机引脚
    
52. 
    
53. int sensor_port = A0;     //定义光强传感器引脚
    
54. 
    
55. int servo_value = 1550;   //定义舵机初始值 PWM
    
56. 
    
57. /*
    
58. 
    
59. int open_angle = 1150;    //灯叶打开时舵机的值
    
60. 
    
61. int close_angle = 1550;   //灯叶闭合时舵机的值
    
62. 
    
63. */
    
64. 
    
65. void setup() {
    
66. 
    
67.   Serial.begin(9600);
    
68. 
    
69.   PortInit();
    
70. 
    
71.   myServo.write(servo_value);
    
72. 
    
73.   delay(1000);
    
74. 
    
75. }
    
76. 
    
77. void loop() {
    
78. 
    
79.   /*Bluetooth Mode*/   
    
80. 
    
81.   if(SerialRead() == '1'){
    
82. 
    
83.     Serial.println("Bluetooth Mode");
    
84. 
    
85.     while(true){
    
86. 
    
87.       switch(SerialRead()){
    
88. 
    
89.         case '2':
    
90. 
    
91.           Serial.println("OPEN");
    
92. 
    
93.           ServoGo(1150);   //OPEN
    
94. 
    
95.         break;
    
96. 
    
97.         case '3':
    
98. 
    
99.           Serial.println("CLOSE");
    
100. 
     
101.           ServoGo(1550);   //CLOSE
     
102. 
     
103.         break;
     
104. 
     
105.         default:break;
     
106. 
     
107.       }
     
108. 
     
109.      
     
110. 
     
111.       if(SerialRead() == '4') {
     
112. 
     
113.         Serial.println("Auto Mode");
     
114. 
     
115.         break;
     
116. 
     
117.       }
     
118. 
     
119.     }
     
120. 
     
121.   }
     
122. 
     
123. 
     
124. 
     
125.   /* Auto Mode*/
     
126. 
     
127.   AutoMode();  
     
128. 
     
129. }
     
130. 
     
131. /*端口初始化*/
     
132. 
     
133. void PortInit(){
     
134. 
     
135.   pinMode(sensor_port, INPUT);
     
136. 
     
137.   pinMode(servo_port, OUTPUT);
     
138. 
     
139.   pinMode(9, OUTPUT);
     
140. 
     
141.   pinMode(10, OUTPUT);
     
142. 
     
143.   digitalWrite(9, LOW);
     
144. 
     
145.   digitalWrite(10, LOW);
     
146. 
     
147.   myServo.attach(servo_port);
     
148. 
     
149. }
     
150. 
     
151. /*串口控制*/
     
152. 
     
153. char SerialRead(){
     
154. 
     
155.   char c;
     
156. 
     
157.   while(Serial.available()) {
     
158. 
     
159.     c = Serial.read();  
     
160. 
     
161.   }
     
162. 
     
163.   return c;
     
164. 
     
165. }
     
166. 
     
167. /*自主模式*/
     
168. 
     
169. void AutoMode(){
     
170. 
     
171.   if(digitalRead(sensor_port)){   //亮光下，光强返回值1，灯叶闭合，灯光关闭
     
172. 
     
173.     ServoGo(1550);
     
174. 
     
175.   }
     
176. 
     
177.   if(!digitalRead(sensor_port)){   //黑暗中，光强返回0，灯叶打开，灯光开启
     
178. 
     
179.     ServoGo(1150);
     
180. 
     
181.   }
     
182. 
     
183. }
     
184. 
     
185. /*舵机控制*/
     
186. 
     
187. void ServoGo(int where){   //舵机控制函数，参数：目标角度
     
188. 
     
189.   int delta = where - servo_value;    //delta < 0: OPEN ; delta > 0: CLOSE
     
190. 
     
191.   if(delta == 0) return;
     
192. 
     
193.   float light_value = delta < 0 ? 0 : 255;   
     
194. 
     
195.   int diff = delta < 0 ? -1 : 1;
     
196. 
     
197. 
     
198. 
     
199.   for(int i=0;i<abs(delta);i++){
     
200. 
     
201.     servo_value += diff;
     
202. 
     
203.     if(delta < 0){
     
204. 
     
205.       light_value += 0.65;   //0.65 (255 / delta);
     
206. 
     
207.       if(light_value > 255) light_value = 255;
     
208. 
     
209.     }else if(delta > 0){
     
210. 
     
211.       light_value -= 0.65;
     
212. 
     
213.       if(light_value < 0) light_value = 0;
     
214. 
     
215.     }
     
216. 
     
217.    
     
218. 
     
219.     LightState(&light_value);  
     
220. 
     
221.     myServo.write(servo_value);
     
222. 
     
223.     delay(10);  
     
224. 
     
225.   }
     
226. 
     
227. }
     
228. 
     
229. /*灯光控制*/
     
230. 
     
231. void LightState(float * value){
     
232. 
     
233.   analogWrite(9, *value);
     
234. 
     
235.   analogWrite(10, 0);
     
236. 
     
237. }
     
238. 
     
239. 
     

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4.2遥控模式
APP设置：将文末资料中的“BLE_SPP_PRO.apk”安装到手机中。
① 搜索蓝牙

② 连接蓝牙

③ 模式选择

④ 按键设置

⑤ 各按键发送值

5. 资料清单
资料内容：
①程序源代码
②样机3D文件
资料下载链接：莲花灯-概述 https://www.robotway.com/h-col-287.html