基于arduino的红外避障玩具设计

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1、基于Arduino的红外避障玩具设计摘要本文采集自网络，本站不保证该信息的准确性、真实性、完整性等，仅供学习和研究使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删除己转载的信息。本文设计了一款基于Arduino硬件平台的红外避障玩具一“别摸我”小黄人，制作灵感来自于电影《神偷奶爸》中可爱的小黄人。在本设计中“别摸我”小黄人拥存4个红外传感器、5个舵机，能在4个轴向上进行6种动作。采用红外避障设计思想制作的小黄人动作起来十分的憨态可掬，趣味性、互动性极强，同时本设计可方便的移植到其他火爆的动漫形象上，

2、可移植性好，具有广泛的应用前景。【关键词】Arduino红外避障红外传感器驼机1系统构成及功能介绍本文设计了一款Arduino硬件平台的红外避障玩具。该系统主要巾三部分组成，即红外传感器信号采集部分、舵机驱动控制部分以及Arduino信号处理部分。1.1Arduino硬件平台介绍Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包括各种型号的Arduino板硬件和ArduinoIDE软件。其硬件包含一个以AtmelAVR单片机为核心的开发板和其他各种I/O板，适用于?酆谜摺(14)帐跫摇(5)杓剖?和对“互动”有兴趣的朋友们。本设计

3、中使用的具体型号是ArduinoUNOR3。目前，UNO已经发布到第三版，与前两版相比有以下新的特点：在AREF处增加了两个管脚SDA和SCL,支持I2C接口；增加IOREF和一个预留管脚，将来扩展板将能兼容5V和3.3V核心板。改进了复位电路设计USB接口芯片由ATmegal6U2替代了ATmega8U2处理器。FlashMemory32KB,其中0.5KB用于bootloader，SRAM2KBEEPROM1KB,工作时钟16MHzo1.2红外传感器本设计采用博光E18-D80NK红外光电接近开关，它是一种集发射与接收于一体的光电传感器

4、，检测距离可以根据要求进行调节。光电开关E18的技术参数如下：(1)输出电流DC/SCR/继电器Controloutput:100mA/5V供电。(2)消耗电流DC〈25mA。(3)响应时间＜2ms。(4)指向角：彡15°，有效距离3〜80CM可调。(5)检测物体：不透明体。(6)工作环境温度：-25"C〜+55"C。(7)标准检测物体：太扪光10000LX以下白炽灯3000LX以下。(8)外壳材料：塑料。这是NPN型光电幵关，当检测到目标时输出低电平，未检测到目标时（正常状态）输出高电平。该红外传感器有三根线，分别是电源线（红色）、地线（

5、蓝色）、信号线（黑色），使用时可将信号线接上拉电阻后直接连接Arduino板的数字信号输入脚。编程时通过判断这个数字端口的值是否为0,就可判断传感器前方是否有手靠近了。1.3驼机本设计采用辉盛大扭力金属齿轮舵机MG996R。该驼机的技术参数如下：（1）产品拉力:12kg/cm（6V）O（2）反应速度：0.17sec/60度（4.8v无负载）0.14sec/60度（6v无负载）。（3）工作电压：4.8~72V。（4）工作温度：（TC〜55"C。（5）齿轮形式：金属齿轮。（6）工作死区：5us。该舵机有三根线，分别是信号线（黄色），电源正极（红

6、色）和电源负极（褐色）。舵机主要包括直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路几部分，是一个自动控制装置，具有一个闭环反馈控制回路不断校正输出的偏差，使系统的输出保持恒定。对于驼机而言，位置检测器是其的输入传感器，驼机转动的位置一变，位置检测器的电阻值就随着发生变化，通过控制电路读取该电阻值的大小，就能适当调整电机的速度和方向，使电机向指定角度旋转。2系统硬件实现过程考虑到舵机扭力、系统重量等因素，决定使用木头制作红外避障玩具的骨架。图1为调试过程的产品，使用压缩木加塑料支架组成，配有2舵机，可以通过1个Arduino板控制舵机在两个方向上进行

7、运接着加入红外传感器，通过用一个红外传感器来控制一盏发光二极管亮的小实验测试红外传感器的使用方法，然后将红外传感器加入到两个舵机的实验中，用红外传感器的输出信号来控制舵机的动作。经过上述两个小实验已经掌握了驼机和红外传感器的使用方法，此时可以规划最终的系统功能并设想的硬件结构。经过设计，小黄人拥有4个红外传感器、5个蛇机，能在4个轴向上进行6种动作。当前面（小黄人的鼻子上）的传感器检测到有人或物接近时小黄人会向后躲避；当左侧（小黄人的左耳）传感器检测到接近信号时会向右躲避；当右侧（小黄人的右耳）传感器检测到接近信号时小黄人会向左躲避；当左右

8、两侧传感器同时有信号时小黄人会向前躲避；当上方（小黄人的头顶）有信号时也就是人们做出抚摸小黄人头部的动作时，小黄人会左右摇摆同时摆手敬礼。采用此设计思想制作的小黄人动作起来十分的