如何建立您的第一个机器人

如果您是Raspberry Pi的初学者，并且正在寻找一个简单的硬件项目，那么不就对了。本教程将向您展示开发一种基于python的机器人，避免障碍物和自由导航。 障碍避免机器人是相当普遍和容易。在这里，您可以使用该项目将对象避免功能添加到您的机器人。或者只是使用它来开始混淆Python和Raspberry Pi上的硬件外设。该系统使用IR模块来检测物体，但是稍后我们将进入技术方面。所以，如果你有一个raspberry pi，并希望建立一个基于硬件使用它的东西，只需向下滚动，玩得开心:)。查看底部的视频，看看树莓pi机器人的工作原理。如果你是一个真正的初学者，你可以随时使用我们的免费电子书在Raspberry Pi和Arduino从第0步开始。您还可以阅读本教程的基本Linux命令，以熟悉Raspberry Pi终端。

所需材料

1. Raspberry Pi B / B +或2及基本外设：SD卡，键盘，鼠标等
2. 红外传感器模块。
3. 齿轮直流电机。
4. L293D驱动板。
5. 机器人底盘和轮子。
6. 脚轮。
7. 面包板和双面胶带。
8. 男，男/女，男跳。
9. 9V电池和连接器。
10. 按钮和220R电阻。

Raspberry Pi机器人组件

它是如何工作的？

这个机器人的整个工作真的很简单，没有什么可汗的:)整个系统避免碰撞到障碍，由于其机载传感器。在这里，该机器人使用两个红外传感器模块，可以检测5-6厘米范围内的物体。当传感器内部存在物体时，该传感器输出数字低电平（0V）信号。并输出数字高（5V）信号。

红外传感器在树莓pi机器人

那么这些红外传感器如何工作？红外线代表红外线，这是人眼不可见的光线波长（但可以通过我们的智能手机相机查看）。这些模块由一对接收器和发射器IR LED组成。当物体在IR传感器前面时，物体的表面将IR光线的一部分反射回接收器。因此，接收器然后输出通知物体在传感器前面的LOW信号。

覆盆子Pi机器人

这些传感器连接到覆盆子pi的GPIO输入引脚。pi然后使用python脚本检查连接到IR传感器模块的GPIO引脚是否变为低电平。如果低电平，则指示直流电机首先向相反方向移动，然后转动。此外，当我们按下面包板上的按钮时，该机器人最初被激活，然后，Raspberry pi命令直流电机通过L293D驱动板向前移动。您可以在此页面的底部查看演示视频，了解此机器人的工作原理。

连接Raspberry Pi机器人的红外线传感器

Raspberry Pi GPIO引脚

首先，您需要在连接到显示器，键盘等之后打开您的raspberry pi，然后我们需要检查红外传感器模块。要做到这一点，将IR模块连接到您的树莓pi，如下图所示。通过从树莓pi提供5V（+针），GND（ - 针）来为传感器供电。并将传感器上的B针连接到Raspberry pi的GPIO引脚3和16.您可以按照这里的引脚图检查出Raspberry pi GPIO引脚。我们使用GPIO.BOARD配置，这意味着引脚根据板上的正常顺序（1,2,3，..）进行编号。读取传感器模块上的引脚配置并相应连接。

连接图 - Raspberry Pi红外传感器

接下来，您需要复制并粘贴以下代码并将其另存为python file- irtest.py：

import RPi.GPIO as GPIO import time GPIO.setwarnings(False) GPIO.setmode(GPIO.BOARD) GPIO.setup(3, GPIO.IN) #Right sensor connection GPIO.setup(16, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) #Left sensor connection while True: i=GPIO.input(3) #Reading output of right IR sensor j=GPIO.input(16) #Reading output of left IR sensor if i==0: #Right IR sensor detects an object print "Obstacle detected on Left",i time.sleep(0.1) elif j==0: #Left IR sensor detects an object print "Obstacle detected on Right",j time.sleep(0.1)

保存此文件并运行它：“sudo python irtest.py”。您将注意到，当您用手挡住传感器时，屏幕上会显示以下输出信息：

红外传感器从python输出

用L293D连接电机

测试红外传感器模块后，接下来需要连接并测试L293D模块和电机。通过将板的+和 - 引脚连接到9V电池为L293D模块供电。另外，将板的“ - ”连接到树莓pi的GND。您可以参考此处的连接图来完成连接：

Raspberry Pi机器人连接图

接下来，您必须向板提供输入。来自树莓pi的四个输出GPIO引脚控制两个电机的旋转方向。然后将电机的两个端子连接到电路板的4个输出端子。然后，电机根据来自覆盆子pi的命令由9V电池供电。从树莓pi控制电机的逻辑如下：

L293D树莓Pi控制逻辑

此处，HIGH表示5V信号或数字1，LOW为0V信号或数字0.例如：GPIO.output（5,1），该命令向raspberry pi上的5号针脚发送HIGH信号（数字1）。因此，可以通过从树莓pi的两个GPIO引脚写入高/低信号来控制每个电机的方向。

接下来，您需要将按钮连接到覆盆子pi，如上图所示。此按钮用于激活和停用机器人。机器人接线后，需要安装车轮。使用双面胶带将零件固定在机器人机箱上。之后，您将有一个几乎看起来像这样的设置：

树莓Pi机器人装配

连接电机后，您需要检查它们。使用下面的代码检查电机和L293D。确保已经为驱动器板（L293D）供电，并按照上图给出了连接。之后，复制下面的代码并将其保存为python文件：您的raspberry pi上的motor.py。然后使用以下命令运行：sudo python motor.py。您将注意到，两个电机都是先沿一个方向旋转，然后在相反的方向旋转一秒钟。这个过程重复，直到你中断它。

import RPi.GPIO as GPIO import time GPIO.setmode(GPIO.BOARD) GPIO.setup(5,GPIO.OUT) #Left motor input A GPIO.setup(7,GPIO.OUT) #Left motor input B GPIO.setup(11,GPIO.OUT) #Right motor input A GPIO.setup(13,GPIO.OUT) #Right motor input B GPIO.setwarnings(False) while True: print "Rotating both motors in clockwise direction" GPIO.output(5,1) GPIO.output(7,0) GPIO.output(11,1) GPIO.output(13,0) time.sleep(1) #One second delay print "Rotating both motors in anticlockwise direction" GPIO.output(5,0) GPIO.output(7,1) GPIO.output(11,0) GPIO.output(13,1) time.sleep(1) ＃一秒延迟

上传树莓Pi机器人的代码

完成所有的硬件设置后，您需要下载并复制这个python程序 到您的Raspberry Pi。该程序调用：robot.py，当使用此命令执行时：sudo python robot.py将为您的机器人带来生命，并在按下按钮时开始移动。你会注意到它如何避免传感器前面的物体和自由导航。

Pi机器人

这个程序真的很简单。当用户按下按钮时，机器人被激活，之后机器人向前移动并检查是否有障碍物出现在其前方。每当您的IR模块检测到其前面5cm内的一个物体时，它会告诉树莓pi一个物体在它附近（发送数字低信号）。然后，pi向电机发送命令，使其沿相反方向移动，然后右/左转，机器人通过躲避物体向前移动。再次按下按钮时，机器人将被停用。

将代码复制到您的raspberry pi后，您可以通过使用智能手机电池组来为其提供真正的无线功能。和一个USB wifi加密狗与它通信。您可以通过VNC服务器和LAN电缆扩展笔记本电脑的显示器。或使用SSH从终端无线连接远程连接到您的Pi。