基于HC-SR04傳感器的避障機器人設計與實現
引言：
避障機器人是一種經常應用于自主導航和智能交通系統的機器人。HC-SR04超聲波傳感器作為一種常用的距離測量傳感器，非常適合用于機器人的避障應用。本文將介紹如何使用HC-SR04傳感器設計和實現一個簡單的避障機器人。
材料和方法：
1. 硬件連線：
- 將HC-SR04的Trig引腳連接到Arduino的數字引腳2。
- 將HC-SR04的Echo引腳連接到Arduino的數字引腳3。
- 將機器人的電機驅動模塊連接到Arduino的數字引腳4和5，用于控制機器人的移動。
2. Arduino代碼：
請將以下代碼復制并粘貼至Arduino開發環境中：
```c
// 定義引腳
const int trigPin = 2;
const int echoPin = 3;
const int motor1Pin1 = 4;
const int motor1Pin2 = 5;
// 定義變量
long duration;
int distance;
void setup() {
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
pinMode(motor1Pin1, OUTPUT);
pinMode(motor1Pin2, OUTPUT);
}
void loop() {
// 發射超聲波
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
// 測量距離
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distance = duration * 0.034 / 2;
// 如果距離小于設定閾值，表示有障礙物
if (distance < 20) {
// 停止機器人
digitalWrite(motor1Pin1, LOW);
digitalWrite(motor1Pin2, LOW);
delay(500);
// 后退
digitalWrite(motor1Pin1, HIGH);
digitalWrite(motor1Pin2, LOW);
delay(1000);
// 停止機器人
digitalWrite(motor1Pin1, LOW);
digitalWrite(motor1Pin2, LOW);
delay(500);
// 左轉
digitalWrite(motor1Pin1, LOW);
digitalWrite(motor1Pin2, HIGH);
delay(1000);
// 停止機器人
digitalWrite(motor1Pin1, LOW);
digitalWrite(motor1Pin2, LOW);
delay(500);
} else {
// 前進
digitalWrite(motor1Pin1, HIGH);
digitalWrite(motor1Pin2, LOW);
}
}
```
結果和討論：
在上述代碼中，我們將HC-SR04超聲波傳感器與機器人的電機驅動模塊連接并使用Arduino控制機器人的移動。在主循環中，我們首先發射超聲波并測量回響時間，然后根據測得的距離判斷是否有障礙物。當距離小于設定閾值（這里設定為20厘米）時，機器人將會執行避障動作：停止、后退、左轉。否則，機器人將繼續前進。
通過上傳代碼到Arduino并將電機和超聲波傳感器正確連接，您可以觀察到機器人在檢測到障礙物時自動避障的行為。您可以通過調整閾值和動作的延遲時間來適應不同的應用場景。
結論：
本文介紹了如何使用HC-SR04傳感器設計和實現一個簡單的避障機器人。通過與電機驅動模塊的結合，機器人可以根據測得的距離進行避障動作，實現自主導航。該系統可以應用于各種需要避障功能的機器人項目中。
the end
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