寻迹机器人

“老师，今天我们要学习什么呢？” “嗯，在机器人比赛场地上经常会看到机器人沿着黑线行走，它们是怎么办到的呢？原来，它们身上装有能够巡线的传感器——红外反射传感器。”现在我们就来给机器人加一个这样的功能——寻迹！

图1所示是2016年第6期做的点赞机器人，我们在点赞机器人的前面加了一个巡线模块。如图2所示，巡线模块实际上是一个红外反射传感器。模块上有一个红外发射二极管和一个光敏三极管，其背面有两个指示灯，分别是电源指示灯和开关指示灯。当通电时，电源指示灯亮，红外发射二极管不断发射红外线。当遇到黑色或较暗的物体时，红外线没有被反射回来，或虽然被反射回来但强度不够大，光敏三极管就处于关断状态，此时模块输出端D0为低电平，开关指示灯处于熄灭状态。当遇到白色或较亮的物体时，红外线被反射回来且强度足够大，光敏三极管饱和，此时模块输出端D0为高电平，开关指示灯被点亮。

如图3所示，为方便观察，只连接电机驱动板和寻线模块。先把红外传感器固定到小车的前端，传感器距离地面1cm左右。红外反射传感器的VCC、GND、D0分别和Arduino板的5V、GND和D3脚连接。通电后观察巡线模块在黑、白区域移动时，开关指示灯是否会变化。如果是常亮或常暗，可调节模块上的可调电阻，直到指示灯的状态可以变化。

机器人沿黑线行走的原理如图4所示，编写巡线程序如图5，图中D6、D9是PWM调速引脚，用于控制左右电机的转速，设置为90。当一个电机转动时，另一个电机的调速引脚设置为0，控制电机停止转动。

把程序下载到小车上。找一张大的白纸，用黑色电工胶带贴出一个黑色圆形轨迹图，测试小车是否能沿黑线行走。图5为所编写的程序，因为没有停止指令，所以小车会一直沿着黑线行走。现在把超声波传感器和舵机连接到电路中，修改程序如图6、图7、图8。在这些程序中，小车的左转和右转分别放置到两个子程序left、right中，这样可以使程序简短一些。小车的巡线程序和图5就不一样了，它是一种条件循环。当超声波传感器与前面的障碍物距离大于10cm的时候，小车重复执行巡线程序。当障碍物距离小于10cm时，机器人的手臂竖立起来，小车停止运动5s。