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Micropython教程之TPYBoard制作蓝牙+红外循迹小车

  实验目的

  学习在PC机系统中扩展简单I/O接口的方法。

  进一步学习编制数据输出程序的设计方法。

  学习蓝牙模块的接线方法及其工作原理。

  学习L298N电机驱动板模块的接线方法。

  学习蓝牙控制小车的工作原理。

  33.2.所需元器件

  TPYBoardv102板子1块

  蓝牙串口透传模块(HC-06)1个

  L298N电机驱动板模块1个

  智能小车底盘1个

  数据线1条

  杜邦线若干

  智能蓝牙小车APP(Android版)
  app下载:http://tpyboard.com/download/tool/188.html

图片描述
  33.3.蓝牙串口模块原理

图片描述

  (1)引出接口包括EN,5V,GND,TX,RX,STATE,我们小车只用到RX,TX,GND,5V四个针脚

  (2)模块默认波特率位9600,默认配对密码为1234,默认名称位为HC-06

  (3)led指示蓝牙连接状态,闪烁表示没有蓝牙连接,常亮表示蓝牙已连接并打开了端口,当我们用安卓手机软件发送指令时,通过串口给TPYBoard发送指令,TPYBoard收到指令通过L298BN模块来驱动小车前进,后退,向左,向右或者停止。

  如下表接线:

蓝牙模块(HC-06) TPYBoardv10x
5V VIN(+5V)
GND GND
RX Y9(UART(3)-TX)
TX Y10(UART(3)-RX)

  33.4.四路红外循迹模块

图片描述

  (1)当模块检测到前方障碍物信号时,电路板上红色指示灯点亮,同时OUT端口持续输出低电平信号,该模块检测距离2~60cm,检测角度35°,检测距离可以通过电位器进行调节,顺时针调电位器,检测距离增加;逆时针调电位器,检测距离减少。

  (2)传感器属于红外线反射探测,因此目标的反射率和形状是探测距离的关键。其中黑色探测距离最小,白色最大;小面积物体距离小,大面积距离大。

  (3)传感器模块输出端口OUT可直接与单片机IO口连接即可,也可以直接驱动一个5V继电器模块或者蜂鸣器模块;连接方式:VCC-VCC、GND-GND、OUT-IO。

  (4)比较器采用LM339,工作稳定。

  (5)可采用3.3V-5V直流电源对模块进行供电。当电源接通时,绿色电源指示灯点亮。

  33.4.1.四路红外感应探头的安装

  寻迹的原理其实就光的吸收,反射和散射。大家都知道,白色反射所有颜色的光,而黑色吸收所有颜色的光,这就为小车寻迹提供了有力的科学依据。在小车的车头上安装上红外探头(我是安装了四个),一字顺序排开。哪个探头接收不到反射或者散射回来的光时,说明这个探头此时正在黑色的寻迹带上。

  33.4.2.判断反馈的信号

  如果要是正前方的探头接收不到光,那么说明小车此时走在黑色的寻迹带上。可以使小车直线行走。如果左面的探头接收不到光,那么说明小车左面出现了黑色寻迹带,此时小车应该执行左转弯。右转弯同左转弯原理。如果要是小车前面,左面,右面三个方向全都接收不到光,或者是两个方向上的探头都接收不到光,到底是左转弯,右转弯还是继续直行,这个就要看你自己在程序里怎么做判断了。

  33.4.3.探头的安装与接线

  四路红外探头接线很简单,虽然有十八根线,但是有十二根是三根三根的分成四组,一一对应接线,其余的六根,是VCC和GND。还有四根是接到TPYBoardv10x开发板的IO口上的,用于接收四路红外循迹模块反馈的信号。

  接线OK后,编写main.py,给TPYBoard通电就ok了,下面是源代码。

  33.5.源代码

# main.py -- put your code here!
import pyb
from pyb import UART
from pyb import Pin

N1 = Pin('X1', Pin.OUT_PP)
N2 = Pin('X2', Pin.OUT_PP)
N3 = Pin('X3', Pin.OUT_PP)
N4 = Pin('X4', Pin.OUT_PP)

M1 = Pin('Y1', Pin.IN)
M2 = Pin('Y2', Pin.IN)
M3 = Pin('Y3', Pin.IN)
M4 = Pin('Y4', Pin.IN)

blue=UART(3,9600)
mode='1'#1:表示蓝牙模式 2:循迹模式

def Stop():
    N1.low()
    N2.low()
    N3.low()
    N4.low()
def Back():
    N1.high()
    N2.low()
    N3.high()
    N4.low()
def Go():
    N1.low()
    N2.high()
    N3.low()
    N4.high()
def Left():
    N1.high()
    N2.low()
    N3.low()
    N4.high()
def Right():
    N1.low()
    N2.high()
    N3.high()
    N4.low()
while True:
    if blue.any()>0:
        data=blue.read().decode()
        print(data)
        if data.find('0')>-1:
            #stop
            Stop()
            mode="1"
            print('stop')
        if data.find('1')>-1:
            Go()
            print('go')
        if data.find('2')>-1:
            Back()
            pyb.delay(500)
            Stop()
        if data.find('3')>-1:
            Left()
            pyb.delay(250)
            Stop()
        if data.find('4')>-1:
            Right()
            pyb.delay(250)
            Stop()
        if data.find('5')>-1:
            mode="1"
            Stop()
        if data.find('6')>-1:
            mode="2"
    else:
        if mode=="2":
            print('循迹模式')
            if(M1.value() and M2.value() and M3.value()):
                Stop()
                mode="1"
            if(M2.value() or M3.value()):
                pyb.LED(2).on()
                pyb.LED(3).off()
                pyb.LED(4).off()
                Go()
            if M1.value():
                pyb.LED(3).on()
                pyb.LED(2).off()
                pyb.LED(4).off()
                Right()
                pyb.delay(10)
            if M4.value():
                pyb.LED(4).on()
                pyb.LED(2).off()
                pyb.LED(3).off()
                Left()
                pyb.delay(10)

  33.6.智能蓝牙小车APP的使用

  下载安装后,打开[蓝牙智能小车]APP,进入操作界面。如下:

  图片描述

  点击左下角的桃心图标,进入自定义编码界面。通过这个界面,我们可以自定义操作界面中各个按键发出去的指令内容。如下:

  
图片描述

  点击页面下方的关于我们,可以加入我们的技术交流群和关注微信公众号。如下:

  
图片描述

  接下来,回到一开始的操作界面,点击右下角的设置图标,进行蓝牙模块的连接。首先先点击[搜索蓝牙设备],界面会自动加载搜索到的蓝牙设备,当出现HC-06时,点击进行连接。

 图片描述

  如果是第一次连接,需要进行配对,配对的密码默认1234。

 
图片描述

  提示连接成功后,我们就可以通过四个方向键来操纵智能蓝牙小车了。

  大家可以看到,右上角的图标,可以进行蓝牙模式和循迹模式的切换。当按下时,两种模式来回切换。当处于循迹模式时,界面如下。

  图片描述

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