raspberry pi 机器人

从小对机器人非常感兴趣，正好身边有一个raspberry pi，平时就当Linux的服务器练练命令行，写写脚本。这次打算把raspberry pi的强大的GPIO都利用起来，做个小机器人。

首先从网上买了机器人相关的配件，主要是驱动机器人移动的电机、L298N电机驱动板、HC-SR04超声波距离探测传感器、机器人车身等配件。用来制作机器人的是raspberry pi B+。此型号一共有40个GPIO口，足以满足入门型机器人的制作要求。

以下是我连接L298N电机驱动板和HC-SR04距离传感器的GPIO针脚示意图。

raspberry pi驱动电机的主要原理是，通过在电机两极上施加电压使之转动，利用两个针脚之间的高低电平差决定转动方向。

首先为了驱动电机，写了一个关于motor的类文件。

[email protected] ~/robot/class $ cat motor.py
#!/usr/bin/python
import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep
import sys
import os,tty,termios,time

time_sleep = 1
class motor:
    RIGHT = 15
    LEFT = 16
    RIGHTB = 13
    LEFTB = 11
    RIGHTPWM = 40
    LEFTPWM = 38

    def __init__(self):
        GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
        GPIO.setwarnings(False)

        GPIO.setup(self.RIGHTPWM, GPIO.OUT)
        self.rightpwm = GPIO.PWM(self.RIGHTPWM, 500)
        self.rightpwm.start(0)
        GPIO.setup(self.RIGHT, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(self.RIGHTB, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(self.LEFTPWM, GPIO.OUT)
        self.leftpwm = GPIO.PWM(self.LEFTPWM,500) 
        self.leftpwm.start(0)
        GPIO.setup(self.LEFT, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(self.LEFTB, GPIO.OUT)
        
    def motor(self,leftspeed,left,rightspeed,right): # initiate speed
        self.rightpwm.ChangeDutyCycle(leftspeed*100) # leftspeed 0 to 1
        GPIO.output(self.RIGHTPWM, right)            # right True or False
        self.leftpwm.ChangeDutyCycle(rightspeed*100) # rightspeed 0 to 1
        GPIO.output(self.LEFTPWM, left)              # left True or False
   
    
    def forward(self,lspeed,rspeed, second):
        GPIO.output(self.LEFTB, False)
        GPIO.output(self.LEFT, True)
        GPIO.output(self.RIGHT, True)
        GPIO.output(self.RIGHTB, False)
        self.motor(lspeed,0,rspeed,0)
        if second > 0:
            time.sleep(second)
            self.stop()
    def stop(self):
        self.motor(0,0,0,0)

    def reverse(self, lspeed,rspeed, second):
        GPIO.output(self.LEFTB, True)
        GPIO.output(self.LEFT, False)
        GPIO.output(self.RIGHT, False)
        GPIO.output(self.RIGHTB, True)
        self.motor(lspeed,0,rspeed,0)
        if second > 0:
            time.sleep(second)
            self.stop()

    def right(self, lspeed, rspeed, second):
        GPIO.output(self.LEFTB, True)
        GPIO.output(self.LEFT, True)
        GPIO.output(self.RIGHT,True)
        GPIO.output(self.RIGHTB, False)
        self.motor(lspeed,0,rspeed,0)
        if second > 0:
            time.sleep(second)
            self.stop()

    def left(self, lspeed, rspeed, second):
        GPIO.output(self.LEFTB, False)
        GPIO.output(self.LEFT, True)
        GPIO.output(self.RIGHT,True)
        GPIO.output(self.RIGHTB, True)
        self.motor(lspeed,0,rspeed,0)
        if second > 0:
            time.sleep(second)
            self.stop()

    def pivot_right(self, lspeed, rspeed, second):
        GPIO.output(self.LEFTB, True)
        GPIO.output(self.LEFT, False)
        GPIO.output(self.RIGHT,True)
        GPIO.output(self.RIGHTB, False)
        self.motor(lspeed,0,rspeed,0)
        if second > 0:
            time.sleep(second)
            self.stop()

    def pivot_left(self, lspeed, rspeed, second):
        GPIO.output(self.LEFTB, False)
        GPIO.output(self.LEFT, True)
        GPIO.output(self.RIGHT,False)
        GPIO.output(self.RIGHTB, True)
        self.motor(lspeed,0,rspeed,0)
        if second > 0:
            time.sleep(second)
            self.stop()

然后编写通过控制端电脑键盘控制机器人的程序，此程序调用motor.py这个驱动脚本

#!/usr/bin/python

import motor
import time
import sys
import os,tty,termios,time

time_sleep = 0.070
lspeed = 1 
rspeed = 1
m = motor.motor()

def getch():
    fd = sys.stdin.fileno()
    old_settings = termios.tcgetattr(fd)
    try:
        tty.setraw(sys.stdin.fileno())
        ch = sys.stdin.read(1)
    finally:
        termios.tcsetattr(fd, termios.TCSADRAIN, old_settings)
    return ch

while True:
    char = getch()
    
    if(char == ‘w‘):
        m.forward(lspeed,rspeed,time_sleep)
    if(char == ‘s‘):
        m.reverse(lspeed,rspeed,time_sleep)
    if(char == ‘a‘):
        m.left(lspeed,rspeed,time_sleep)
    if(char == ‘d‘):
        m.right(lspeed,rspeed,time_sleep)
    if(char == ‘q‘):
        m.pivot_left(lspeed,rspeed,time_sleep)
    if(char == ‘e‘):
        m.pivot_right(lspeed,rspeed,time_sleep)
    if(char == ‘c‘):
        os.system(‘/home/pi/camera/startstream.sh‘)
    if(char == ‘x‘):
        os.system(‘/home/pi/camera/stopstream.sh‘)
    if(char == ‘n‘):
        os.system(‘/home/pi/robot/class/autodrive.sh‘)
    if(char == ‘f‘):
        print("Program Ended")
        break

此后我可以通过wifi网络用电脑远程控制机器人了。