如何使用树莓派 Pico 制作一个目标追踪机器人车

大家好，今天，给大家分享一个使用树莓派Pico做的的目标追踪机器人车。

项目概述：
本项目是使用树莓派 Pico 和 L298N 电机驱动器构建的目标追踪机器人车，结合了机械轮，可以敏捷和多方向的移动。设计中集成了超声波传感器，可以进行精确的距离测量和 IR 传感器进行准确的路径检测，看看是不是作为科技爱好者的你，理想中的 DIY 机器人项目。

文章附带的电路图和详细的机器人照片，提供了清晰的接线和组装指导，确保即使是初学者也能跟上，制作出属于自己的自主机器人车辆。

这个项目利用强大的微控制器平台和高效的传感器集成，不仅展示了机器人丝滑的运动技能和响应灵敏的转向功能，还可以实时检测障碍物。通过代码编程控制电机和传感器相互结合，来实现机器人可以有效追逐和导航的目标；再加上各种配件加持和详细指导，这个树莓派 Pico 机器人车项目，对于那些对机器人，自动化，和创新科技创造感兴趣的人来说，都是值得一试的。

现在，让我们开始我们的项目吧！

所需的电子组件：

我使用 Tinkercad 来规划和设计我的项目。我设计这个底盘时考虑了三个因素：简单的装配，3D 打印，和负担得起的价格。在确定设计方案后，我将文件导出为 STL 格式，确保它准备好进行 3D 打印。附带的文件包括所有必要的组件和尺寸，以确保精确打印和直接装配。为了更大的经济性，你也可以考虑从亚克力板上 CNC 切割底盘框架。

底盘组装步骤：

1)将电线焊接到齿轮电机上。

2)将3D打印的电机安装夹子固定到齿轮电机上。

3)使用热熔胶将电机（带安装夹子）固定到机器人主体上。

4)将L298N电机驱动器安装到底盘上，并将电机线接到其端子上。

5)将Mecanum轮安装到齿轮电机上。

你的底盘组装现在已经完成，准备进行下一步。

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L298N有六个关键引脚，您需要连接到Raspberry Pi Pico：ENA, IN1, IN2, IN3, IN4, 和 ENB。这些引脚让你的Pico告诉L298N该做什么。下面是如何接线：

1) ENA (使能电机A)：
• 将ENA接到Pico的GP7。
• 此引脚使用PWM控制电机A（左侧电机）的速度。把它想象成你汽车左侧的油门踏板。

2)IN1 和 IN2 (电机A方向控制)：
• 将IN1接到Pico的GP6，IN2接到Pico的GP5。
• 这些引脚控制电机A的方向。通过设置一个为HIGH，另一个为LOW，你可以让电机向前或向后旋转。例如：IN1 = LOW, IN2 = HIGH：电机A向前旋转，IN1 = HIGH, IN2 = LOW：电机A向后旋转。

3)IN3 和 IN4 (电机B方向控制)：
• 将IN3接到Pico的GP4，IN4接到Pico的GP3。
• 这些引脚控制电机B（右侧电机）的方向。它们的工作方式与IN1和IN2相同：IN3 = HIGH, IN4 = LOW：电机B向前旋转，IN3 = LOW, IN4 = HIGH：电机B向后旋转。

4) ENB (使能电机B)：
• 将ENB接到Pico的GP2。
• 该引脚使用PWM控制电机B的速度，就像ENA控制电机A的速度一样。它就是你汽车右侧的油门踏板。

电机驱动器连接完成后，现在是时候接上让你的机器人汽车具有“感知”功能的传感器了。在这个步骤中，我们将连接超声波传感器和红外传感器。这些传感器将帮助你的机器人汽车在环境中导航并做出明智的决策。让我们开始吧！

连接超声波传感器
超声波传感器有四个引脚：VCC、GND、Trigger、和Echo。这是如何将它们连接到 Raspberry Pi Pico 的方法：
1)VCC: 连接到 Pico 上的 3.3V 引脚。这为传感器提供电源。

2)GND: 连接到 Pico 上的 GND 引脚。这完成了电路。

3)Trigger: 连接到 Pico 的 GP0 引脚。此引脚发送超声脉冲。

4)Echo: 连接到 Pico 的 GP1 引脚。此引脚接收反射脉冲并告诉 Pico 物体距离有多远。

连接红外传感器
每个红外传感器有三个引脚：VCC、GND、和OUT。我们将连接两个红外传感器——一个用于机器人汽车的右侧，另一个用于左侧。

右侧红外传感器:
1)VCC: 连接到 Pico 上的 3.3V 引脚。

2)GND: 连接到 Pico 上的 GND 引脚。

3)OUT: 连接到 Pico 的 GP8 引脚。根据传感器是否检测到障碍物或线路，此引脚发送 HIGH 或 LOW 信号。

左侧红外传感器:
1)VCC: 连接到 Pico 上的 3.3V 引脚。

2)GND: 连接到 Pico 上的 GND 引脚。

3)OUT: 连接到 Pico 的 GP9 引脚。此引脚的工作方式与右传感器相同。

L298N 电机驱动器有两个电源输入引脚：VCC和GND。这是如何连接电池的方法：
1)电池正极 (+):连接到 L298N 上的 VCC 引脚。这为电机提供电源。

2)电池负极 (-):连接到 L298N 上的 GND 引脚。这完成了电路。

重要提示：请确保电池电压与电机的额定电压相匹配。例如，如果你的电机额定为 6V，不要使用 12V 的电池，因为这可能会损坏它们。

L298N 有一个5V 输出引脚可以为 Raspberry Pi Pico 提供电源。这是如何连接它的方法：
1)L298N 5V 引脚:连接到 Raspberry Pi Pico 的 VBUS 引脚。这为 Pico 提供了稳定的 5V 电源。

2)L298N GND 引脚:连接到 Raspberry Pi Pico 的 GND 引脚。这确保了 L298N 和 Pico 之间有一个公共的地线。

为什么这样做可以工作：L298N 有一个板载电压调节器，可以将电池电压降低到 5V，这对 Pico 是安全的。

现在你的机器人汽车已经完全接线了，是时候用代码让它活过来了！在这个步骤中，我们将使用Thonny IDE，一个用户友好 Python编辑器，将代码上传到您的树莓派Pico。这段代码将控制电机，读取传感器数据，并使您的机器人汽车追逐目标。让我们开始吧！

1）安装Thonny IDE：
如果您还没有安装Thonny IDE，请按照以下步骤进行：
• 访问 thonny.org. https://community.dfrobot.com/thonny.org

• 下载与您的操作系统（Windows，macOS或Linux）匹配的Thonny版本。

• 按照屏幕上的说明安装Thonny。

2）将树莓派Pico连接到您的电脑：
• 将Micro-USB电缆插入您的树莓派Pico。

• 将电缆的另一端连接到您的电脑。

• 在插入Pico时按住BOOTSEL按钮。这会使Pico进入引导加载程序模式，从而被您的电脑识别。

3）为树莓派Pico设置Thonny IDE：
• 在您的电脑上打开Thonny IDE。

• 转到工具 > 选项。

• 在解释器选项卡中，选择MicroPython（树莓派Pico）作为解释器。

• 选择正确的端口（通常在Linux上像/dev/ttyACM0或Windows上的COMX）。

• 点击确定以保存设置。

4）将代码上传到树莓派Pico：
• 复制此代码：
• 点击Thonny IDE中的保存按钮。
• 当提示时，选择树莓派Pico作为保存文件的位置。
• 将文件保存为main.py。这确保当Pico通电时代码会自动运行。
• 点击运行按钮（绿色箭头）以上传并执行代码。

恭喜！您已成功使用树莓派Pico，L298N电机驱动器，超声波传感器和红外传感器构建了您的目标追踪机器人车。此项目的演示视频可以在这里查看：https://youtu.be/3PxGN1RHmIA

感谢您对此项目的关注。如果您对未来的项目有任何问题或建议，请留言，我将尽力为您提供帮助。