基于arduino和sg90的避障小车

<think>嗯，用户想找关于基于Arduino和SG90舵机的避障小车的教程或实现方案。我需要结合之前提供的引用内容来回答。首先，引用[1]提到了使用Servo库控制SG90舵机，代码示例也有，这可能对用户有帮助。引用[2]和[3]讨论了超声波避障的原理和代码，特别是测距和舵机控制的部分。用户需要的是整合这些部分，形成一个完整的避障小车方案。可能需要包括硬件连接、代码结构，以及舵机如何与超声波传感器配合工作。比如，舵机用来旋转超声波传感器以检测不同方向的距离，然后根据反馈控制小车转向。 还要考虑用户可能的疑问，比如如何安装舵机到小车上，如何调整舵机角度，以及如何优化避障逻辑。可能需要分步骤说明，先从硬件组装开始，再讲解代码部分，最后测试调整。另外，相关的问题部分可以引导用户深入探讨性能优化或应用场景，比如电池寿命或复杂环境下的避障策略。</think>### 基于Arduino和SG90舵机的避障小车实现方案 #### 1. 硬件组成与原理 - **核心部件**：Arduino UNO主控板、SG90舵机（180度旋转型）、超声波传感器（HC-SR04）、L298N电机驱动模块、直流电机车轮组、电源模块（7.4V锂电池）[^1][^2]。 - **避障逻辑**： 1. 超声波传感器测量前方障碍物距离$d$（单位：cm） 2. 当$d < 30$时触发避障动作 3. 舵机带动超声波传感器左右扫描（$0^\circ \rightarrow 90^\circ \rightarrow 180^\circ$），寻找最佳转向路径[^3] #### 2. 硬件连接配置 ```plaintext Arduino UNO 引脚分配： - D9 → 舵机信号线（Servo库专用PWM输出） - A0 → 超声波TRIG - A1 → 超声波ECHO - D5/D6 → 电机驱动IN1/IN2（左轮） - D7/D8 → 电机驱动IN3/IN4（右轮） ``` #### 3. 核心代码实现 ```cpp #include <Servo.h> #define TRIG_PIN A0 #define ECHO_PIN A1 #define SERVO_PIN 9 Servo myServo; float distance = 0; void setup() { Serial.begin(9600); myServo.attach(SERVO_PIN); pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT); pinMode(ECHO_PIN, INPUT); // 初始化电机驱动引脚... } float getDistance() { digitalWrite(TRIG_PIN, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(TRIG_PIN, LOW); return pulseIn(ECHO_PIN, HIGH) / 58.0; } void obstacleAvoidance() { distance = getDistance(); if (distance < 30) { myServo.write(90); // 复位舵机 delay(500); // 左侧扫描 myServo.write(180); delay(500); float leftDist = getDistance(); // 右侧扫描 myServo.write(0); delay(500); float rightDist = getDistance(); // 决策逻辑 if (leftDist > rightDist) { turnLeft(); // 自定义左转函数 } else { turnRight(); // 自定义右转函数 } } else { moveForward(); // 直行函数 } } void loop() { obstacleAvoidance(); delay(100); } ``` #### 4. 关键技术点 1. **舵机控制优化**：通过`myServo.writeMicroseconds()`实现更精细的PWM控制，可提升转角精度[^1] 2. **传感器滤波**：对超声波测量值进行滑动平均滤波，公式： $$ \bar{d} = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}d_i $$ 3. **运动控制**：采用差速转向算法，通过左右轮速度差实现转向，公式： $$ v_{left} = v_{base} + k\Delta d,\quad v_{right} = v_{base} - k\Delta d $$ #### 5. 调试建议 - 使用串口绘图仪监控实时距离数据 - 通过`map()`函数校准舵机角度 - 在代码中添加安全距离裕度（建议$d_{safe} = 25$cm）