第04课 巡线传感器#
4.1 项目介绍：#
循迹传感器（也叫巡线传感器）的核心部件其实是红外传感器。本课使用的模块集成了TCRT5000 红外发射管和接收管。
4.2 元件知识：#
循迹传感器的工作原理：利用不同颜色的物体对红外光的反射率不同，然后将反射信号的强度转换为电流信号。
白色表面： 反射能力强，红外光被反射回接收管，传感器输出低电平（LOW / 0）。
黑色表面：吸收红外光，反射很少，接收管接收不到信号，传感器输出高电平（HIGH / 1）。
(注：具体电平逻辑可能因模块设计而异，本教程基于 KEYES 模块特性：检测到黑线/无反射时为高电平，检测到白纸/强反射时为低电平。但在实际代码逻辑中，我们通常通过串口监视器来确认当前状态。根据下文实验现象描述：“白纸遮挡…状态都是0”，“没有接收到信号…数值是1”，我们可以推断：白色=0 (LOW)，黑色/悬空=1 (HIGH)。)
三路循迹模块在一块电路板上集成了三个这样的红外探头，分别对应左、中、右三个位置，让接线和控制变得更加方便。通过旋转传感器上的蓝色小旋钮（电位器），可以调节传感器的检测灵敏度和距离。有效检测高度通常在 0-3 厘米之间。
参数：
工作电压：3.3V - 5V (直流电)
接口类型：5PIN (5针接口)
输出信号：数字信号 (Digital)
检测距离：0 - 3 厘米
💡 特别提示： 在使用前，请务必调节传感器上的电位器。最佳灵敏度的调节方法是：将传感器对准黑白交界处或特定距离的目标，旋转旋钮直到指示灯在亮与灭之间临界切换，此时灵敏度最高
4.3 项目组件：#
组装好的智能车(未插上蓝牙模块) *1 |
草帽LED白发红模块 *1 |
3Pin 双母头杜邦线 *1 |
|---|---|---|
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USB线 *1 |
5号(1.5V)电池 *6（电池自备） |
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4.4 接线图:#
⚠️ 特别注意：4WD智能车已经组装好了，这里不需要把三路循迹模块拆下来又重新组装和接线，这里再次提供接线图，是为了方便您编写代码！
三路循迹模块 |
电机驱动扩展板 |
|---|---|
S1右侧® |
D8 |
S2中间(M) |
D7 |
S3左侧(L) |
D11 |
V |
5V |
G |
G |
⚠️ 特别注意：
接线时请确保电源断开(拔掉Arduino主控板上的USB线或将电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “OFF” 端)，避免短路。
电源连接：电池盒电源接到电机驱动扩展板的 BAT 接口（注意正负极不要接反），端口正反面，请勿反插，否则会损坏端口。
电池正负极切勿接反，否则可能烧毁电机驱动扩展板。
电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “ON” 端。
4.5 示例代码 1：读取传感器状态#
这段示例代码用于测试传感器是否正常工作，读取传感器的数据，并通过电脑屏幕显示数据。
⚠️ 重要提示：
上传示例代码前，请务必拔掉蓝牙模块！ 因为蓝牙模块也占用Arduino的串口通信（TX/RX），如果不拔掉，示例代码上传会失败。
4.6 项目结果1：#
⚠️ 重要提示：
上传示例代码前，请务必拔掉蓝牙模块！ 因为蓝牙模块也占用Arduino的串口通信（TX/RX），如果不拔掉，示例代码上传会失败。
实验步骤：
1. 外接电源，将电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “ON” 端，上电后。选择好正确的设备（Keyes 4WD Robot）和 对应的端口（COMxx），然后单击 
按钮上传示例代码至Arduino控制板。
2. 单击Mixly IDE左上角的
，出现串口监视器窗口，设置串口波特率为 9600。
3. 观察串口监视器窗口的数据变化。
现象观察：
当你用白纸靠近或遮挡传感器下方时，对应的传感器数值会变为 0 (LOW)。这是因为白色强烈反射红外光。
当传感器下方没有物体或者对着黑色物体时，数值显示为 1 (HIGH)。
你可以尝试用手或不同颜色的纸在左、中、右三个传感器下方移动，观察对应的数值变化。
4.7 示例代码 2：传感器控制 LED 灯#
上面我们了解了循迹传感器的工作原理，接下来我们在第9脚接上一个LED 灯，然后通过读取循迹传感器的状态，来控制LED的亮和灭。如下图接线：
硬件连接：
⚠️ 特别注意：4WD智能车已经组装好了，这里不需要把三路循迹模块拆下来又重新组装和接线，这里再次提供接线图，是为了方便您编写代码！但是，LED模块是需要你自己接线的。
三路循迹模块 |
电机驱动扩展板 |
|---|---|
S1右侧® |
D8 |
S2中间(M) |
D7 |
S3左侧(L) |
D11 |
V |
5V |
G |
G |
LED 模块 |
电机驱动扩展板 |
|---|---|
GND |
G |
VCC |
5V |
S |
S(D9) |
⚠️ 特别注意：
接线时请确保电源断开(拔掉Arduino主控板上的USB线或将电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “OFF” 端)，避免短路。
电源连接：电池盒电源接到电机驱动扩展板的 BAT 接口（注意正负极不要接反），端口正反面，请勿反插，否则会损坏端口。
电池正负极切勿接反，否则可能烧毁电机驱动扩展板。
电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “ON” 端。
⚠️ 重要提示：
上传示例代码前，请务必拔掉蓝牙模块！ 因为蓝牙模块也占用Arduino的串口通信（TX/RX），如果不拔掉，示例代码上传会失败。
4.8 项目结果2：#
⚠️ 重要提示：
上传示例代码前，请务必拔掉蓝牙模块！ 因为蓝牙模块也占用Arduino的串口通信（TX/RX），如果不拔掉，示例代码上传会失败。
外接电源，将电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “ON” 端，上电后。选择好正确的设备（Keyes 4WD Robot）和 对应的端口（COMxx），然后单击 按钮上传示例代码至Arduino控制板。
代码上传成功后，当模块上任一传感器检测到白色（即：低电平）时，LED 灯点亮；反之，检测到黑色或悬空时，LED 熄灭。
4.9 代码说明：#
为了帮助你更好地理解代码，这里解释几个关键指令：
作用：初始化串口通信。
解释：就像打电话前要拨号一样，这行代码告诉 Arduino 以 9600 的速率（波特率）与电脑进行“对话”。只有两边速率一致，才能正确传输数据。
作用：读取数字引脚的电平状态。串口打印三路循迹模块上左、中、右循迹传感器读取的电平状态(即：数字信号(1/0))。
解释：它会返回两个值之一：
HIGH(高电平，通常代表 1) 或LOW(低电平，通常代表 0)。
作用：条件判断。实际上就是Arduino C语言中的 if()…else…
解释：
if (条件) { 执行A } else { 执行B }。如果括号里的条件成立，就执行 A；否则，执行 B。在本课中，我们用
(或运算符) 来判断三个传感器中是否有任意一个检测到了信号。