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循線避障自走車

國中小高中職建議 7 節Arduino IDE

在循線自走車基礎上加裝 HC-SR04P 超音波感測器,讓自走車同時具備循線與自動避障能力。

循線避障自走車

這套教具能教什麼

組裝篇~移動控制

開始組裝、首先準 備 相關工具、焊接馬達與加強線端、剝除車板保護紙與安裝輔助輪、安裝編碼盤與直流馬達、程式編輯器下載與安裝。

循線與避障~使用 Arduino IDE 開發

增加循線功能、增加避障功能、Arduino 程式撰寫說明、程式說明。

課程大綱

01 組裝篇(2 節)

單元內容

  • 開始組裝
  • 首先準 備 相關工具
  • 焊接馬達與加強線端
  • 剝除車板保護紙與安裝輔助輪
  • 安裝編碼盤與直流馬達

對應文章:Arduino 自走車教學系列 – 單元(一)組裝篇

02 移動控制(1 節)

單元內容

  • 程式編輯器下載與安裝
  • 基礎操作
  • 調整轉向
  • 進階操作

對應文章:Arduino 自走車教學系列 – 單元(二)移動控制

03 循線與避障(2 節)

單元內容

  • 增加循線功能
  • 增加避障功能

對應文章:Arduino 自走車教學系列 – 單元(三)循線與避障

04 使用 Arduino IDE 開發(2 節)

單元內容

  • Arduino 程式撰寫說明
  • 程式說明

對應文章:Arduino 自走車教學系列 – 單元(四)使用 Arduino IDE 開發

課程大綱依CIRCUS Pi 既有教學文章整理,節數為暫估,實際安排可依班級調整。

2022年版本

循線避障自走車

2018年版本

硬體規格

Arduino® 循線避障自走車
品名數量
智能小車底盤套件1
UNO R3 進化版 for Arduino®1
Sensor Shield V5.0 for Arduino®1
Circus L9110馬達驅動模組-單板_排針1
紅外線循跡感測模組2
TOSHIBA 東芝電池 3 號4
M3六角細牙銅柱10mm6
M3六角雙母細牙銅柱30mm2
五彩六角螺帽M31
十字圓頭螺絲 M3*8mm (五彩)1
彩色杜邦雙頭線(母/母)+1p-1p母座/30 cm2
HC-SR04P超聲波測距模組1
HC-SR04 超音波測距模組支架1

‧ 嚴選模組
1. 馬達驅動模組

馬達驅動模組

Arduino 自走車控制馬達的部分,使用 Circus L9110 馬達驅動模組,穩定可靠。可連接兩顆直流馬達,每顆馬達由兩條訊號線控制,藉由控制兩條線的高低電位來處理馬達正反轉,另外透過PWM 的輸出控制轉速。電源最大可外接至 12V,適合用來製作自走車與電風扇等需要動力的主題。

2. 循線模組

TCRT5000 紅外反射感測器

循線模組選用 TCRT5000 紅外反射感測器,檢測反射距離約 1mm ~ 25mm。數位訊號簡單易用,感測到黑底(線)時輸出為 0,白底(線)則輸出為 1,輕鬆檢測黑線或白線。感測器模組背面有依照感測狀態點滅的 LED 燈設計(LED 燈亮時代表檢測物體出現在檢測範圍內),方便除錯與思考程式邏輯。

3. 超音波測距模組

HC-SR04P 超音波距離感測器

避障功能使用 HC-SR04P 超音波距離感測器,兼容 3.3V 與 5V 電源使用,量測範圍落在 2cm ~ 450cm (5V) 與 2cm ~ 400cm (3.3V),探測角度小於 15 度並可工作在 -20℃~80℃ 之間,是製作避障主題最常選用的感測器之一。

‧ 自由的擴充性

Arduino Sensor Shield

使用 Arduino Sensor Shield 感應器擴充板,層疊設計可直接安裝在 Arduino UNO 上。不僅將全部的數位、類比腳位延伸出來,特別針對 I2C、UART 與藍牙設計獨立的位置。功能腳位搭配電源的排列,方便連接感測器與伺服馬達。擴充板具備方便連接電池盒電源線的安裝座,並配有電源指示燈與 Reset 按鈕。

影片介紹

延伸學習資源

相關技術文章

文章都是免費公開的,可以直接當作學生的課後補充教材。

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