用树莓派来制作简单的遥控小车

忘是亡心i 2022-01-17 05:47 321阅读 0赞

[为什么80%的码农都做不了架构师？>>> ][80_] ![hot3.png][]

## 简述 ##

本文主要描述使用树莓派和L298N制作一个简单的遥控小车，遥控器使用简单的WEB来实现。

## 准备工作 ##

1.  树莓派，（本文使用的是Raspberry PI 2 B型，即2B）
2.  8G以上TF卡 [树莓派上可用和不可用的SD卡列表][SD]
3.  四驱小车底（含电机，**注：本文中的小车底盘佩戴的是高扭矩直流电机）**
4.  母对母、公对母、公对公（可不用）杜邦线
5.  L298N双HD桥电机驱动板
6.  无线网卡（最好支持AP的）
7.  充电电池组（7V以上的，镍氢或者18650充电电池皆可）

系统安装没什么说的，系统烧到SD就可以了，我使用的Raspbian，这货是基于Debian的，配置命令习惯几乎和ubuntu/debian一样，接上网线开机进入系统配置。

*  换上[中科大的源][Link 1]，再apt-get update一次；
 *  为root用户设置密码；
 *  配置无线网卡有两中方案，编辑/etc/network/interface，网上教程蛮多的：
    
    1.  自动连接到路由器，家里有无线路由器，小车在WIFI覆盖的地方；
    2.  树莓派上搭建WIFI热点，信号更好，可以在小区里面开，顺便勾搭妹子，哦哦哦，不对，应该是淘气小孩。唯一需要注意的是网卡芯片。

## 底盘组装 ##

*  拼装没啥难度，亚克力板上的牛皮纸沾得简直是丧心病狂，马蛋，废了好一会儿功夫才撕干净(⊙﹏⊙)b；
 *  马达那货就比较坑了，没有带线是裸机的，手中也恰巧没有电烙铁，当时我就懵逼啦。好吧，手中还有多余的公对公杜邦线，拔掉其中一头的接头，打火机烧一下（小时候学会的神技），拔掉一部分把铜线拧紧。最后铜线穿过马达接口的小洞里面，再拧紧。哎丫，没有胶带，最后用透明胶凑合凑合，绑紧。repeat 4次。

## 线路连接 ##

之前一直没玩过硬件，毕竟我只是一个网工出身的程序猿，第一次拿到L298N研究了好久才明白，还是上图上图。 ![L298N][]

1.  \+12V接口 ＋5V～＋35V， 如需要板内取电，则供电范围Vs：+7V～+35V
2.  电机 OUT1、OUT2 为电机A输出；OUT3、OUT4为电机B输出
3.  IO接口 ENA和ENA分别为A、B电机的[使能端][Link 2]，一开始ENA和ENB各自的上下两个针脚是用跳线帽连接起来的，拔掉就可以接线了。 IN1-IN4 为IO控制输入。

弄明白L298N之后，连接就方便多了，

*  OUT1 OUT2 连接小车左侧前后两个电机（并联），之前电机接出来的杜邦线公头直接往接口里面塞（好羞羞），拧紧螺丝；同理，OUT3 OUT4 连接小车右侧前后两个电机；
 *  便宜的镍氢电池组电源正负极分别连接12V、GND，电池组的接头是JST母头，比较好连接；
 *  5V和GND连接到树莓派上的5V和GND用于供电。
 *  ENA、ENB、IN1-IN4连接到树莓派I/O端口上。

接好之后是这样子：

![car][]

## 摄像头模块 ##

摄像头是好几年前台式机用的摄像头，分辨率是奇葩的470x640，而不是480x640，mjpg-streamer下，画面是花的，等到画面调正常之后，画面却如放幻灯片一样。我勒个去！摄像头连接到装了openwrt的wndr3800路由器上流畅的没朋友，在树莓派上调来调去却怎么也不行，认命了，放弃放弃，没有摄像头也能当遥控车开。

## 小车遥控器 ##

终于到了编程部分，为了简单，使用python的RPI.GPIO模块来操作I/O，不过我发现功能蛮少的，没找到调速的API，文档在[这里][Link 3]，代码如下，轮子的参数视接的I/O口而定。

import RPi.GPIO as gpio
    
    
    class Wheel(object):
    	def __init__(self, in_pin1, in_pin2, enable_pin1, enable_pin2):
    		'''
    		:param in_pin1 in_pin2: IN1 IN2 or IN3 IN4
    		:param enable_pin1 enable_pin2: ENA or ENB
    		'''
    		self.pin1 = in_pin1
    		self.pin2 = in_pin2
    
    		# setup I/O OUT
    		gpio.setup(in_pin1, gpio.OUT)
    		gpio.setup(in_pin2, gpio.OUT)
    		gpio.setup(enable_pin1, gpio.OUT)
    		gpio.setup(enable_pin2, gpio.OUT)
    
    		# enable
    		gpio.output(enable_pin1, True)
    		gpio.output(enable_pin2, True)
    
    	def forward(self):
    		gpio.output(self.pin1, True)
    		gpio.output(self.pin2, False)
    
    	def backward(self):
    		gpio.output(self.pin1, False)
    		gpio.output(self.pin2, True)
    
    	def stop(self):
    		gpio.output(self.pin1, False)
    		gpio.output(self.pin2, False)
    
    
    class Car(object):
    	def __init__(self):
    		gpio.setmode(gpio.BOARD)
    
    		self.left_wheel = Wheel(13, 15, 7, 11)
    		self.right_wheel = Wheel(16, 18, 22, 29)
    
    	def forward(self):
    		self.left_wheel.forward()
    		self.right_wheel.forward()
    
    	def backward(self):
    		self.left_wheel.backward()
    		self.right_wheel.backward()
    
    	def left(self):
    		self.left_wheel.stop()
    		self.right_wheel.forward()
    
    	def right(self):
    		self.left_wheel.forward()
    		self.right_wheel.stop()
    
    	def stop(self):
    		self.left_wheel.stop()
    		self.right_wheel.stop()
    
    	def shutdown(self):
    		self.stop()
    		gpio.cleanup()

最后用Flask模块实现Web（android真的好久都没摸了，偷笑），这需要在树莓派装Flask模块，在安装的时候发现树莓派的python环境是不完整的。这个代码就不贴了，直接上仓库地址。

小车遥控器部分代码：[https://github.com/fordoo/rpi-car][https_github.com_fordoo_rpi-car]

小车演示GIF： [http://ww2.sinaimg.cn/bmiddle/a3b0dabfgw1eqed43g2ivg20b20coqv5.gif][http_ww2.sinaimg.cn_bmiddle_a3b0dabfgw1eqed43g2ivg20b20coqv5.gif]

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[80_]: https://my.oschina.net/u/2663968/blog/3051541
[hot3.png]: /images/20220117/e60e0ec58d834875abf57664367882cb.png
[SD]: http://elinux.org/RPi_SD_cards
[Link 1]: http://mirrors.ustc.edu.cn/raspbian/
[L298N]: /images/20220117/336cb02bff2b4532b1b8c6f4ef7d022a.png
[Link 2]: http://baike.baidu.com/view/3450632.htm
[car]: /images/20220117/551a7324213a4d6c89d95bfa6b567cee.png
[Link 3]: http://pythonhosted.org/RPIO/
[https_github.com_fordoo_rpi-car]: https://github.com/fordoo/rpi-car
[http_ww2.sinaimg.cn_bmiddle_a3b0dabfgw1eqed43g2ivg20b20coqv5.gif]: http://ww2.sinaimg.cn/bmiddle/a3b0dabfgw1eqed43g2ivg20b20coqv5.gif