第11课 画地为牢智能车

11.1 项目介绍：

在前面的课程中，我们已经学习了智能车上各个传感器、模块和扩展板的使用方法。今天，我们将把这些知识结合起来，制作一个有趣的“画地为牢”智能车。

什么是“画地为牢”？ 在这个实验中，我们会在地面上用黑色胶带贴出一个封闭的圆圈或方框（就像画了一个牢笼）。智能车的任务是：只要它在白色地面上行驶，就继续前进；一旦它的传感器检测到黑色的边界线，它就会立刻意识到“我碰到墙了”，然后后退并转弯，从而始终被困在这个黑线圈里面，无法逃脱。

11.2 工作原理：

智能车底部安装了三个循迹传感器（左、中、右）。循迹传感器利用红外线的反射原理工作：

• 遇到白色地面：光线反射强，传感器输出低电平（0）。

• 遇到黑色线条：光线被吸收，反射弱，传感器输出高电平（1）。

控制逻辑如下：

左传感器	中传感器	右传感器	状态判断	小车动作
0 (白)	0 (白)	0 (白)	都在白地上，没碰到线	前进 (PWM 200)
1 (黑)	任意	任意	左边碰到线	后退 然后 左转
任意	1 (黑)	任意	中间碰到线	后退 然后 左转
任意	任意	1 (黑)	右边碰到线	后退 然后 左转

11.3 项目组件：

组装好的智能车(未插上蓝牙模块) *1	USB线 *1	5号(1.5V)电池 *6（电池自备）

11.4 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和4个电机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

电机	电机驱动扩展板
左侧电机（M1）	B2
左侧电机（M2）	B1
右侧电机（M3）	A1
右侧电机（M4）	A2

⚠️ 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。

11.5 示例代码：

⚠️ 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。

11.6 项目结果：

⚠️ 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 “OFF” 端。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。

• 在地面上用黑色胶带贴一个大的封闭圆圈或方形。

• 将4WD智能车放在圆圈内部的白色区域。

• 开启电源，将电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “ON” 端。上电后，4WD智能车开始向前行驶。

• 当4WD智能车接近黑色边界时，它会立即停止前进，向后倒退一小段距离，然后向左转弯。转弯后，4WD智能车继续前进，从而始终在黑色边界围成的区域内运动，不会跑出去。

11.7 注意事项:

1. 环境光线：三路循迹传感器受环境光影响较大。如果在阳光直射或非常昏暗的地方，可能检测不准确。建议在室内均匀光线下测试。

2. 黑色胶带质量：请使用哑光黑色电工胶带，反光率越低越好。如果胶带反光太强，传感器可能无法识别为“黑线”。

3. 延时调整：代码中的 延时0.5秒 和 延时0.8秒 是经验值。如果你的4WD智能车后退太多或转弯角度不够，可以适当调整这两个数值。

• 如果4WD智能车总是冲出边界：增加后退时间或左转时间。

• 如果4WD智能车在边界处抖动厉害：减少后退时间。

4. 电池电量：电量不足会导致电机转速变慢，影响转弯效果，请确保电池电量充足。