mBlock & Arduino(25)实作超音波感应器雷达

小小云提示:教程作者caterpillar是来自台湾的programmer,所以在一些专有名词的使用上会和我们这边使用的不太一样啦,不过作者也有标注出英文名称,大家自行转换哟(⁎⁍̴̛ᴗ⁍̴̛⁎)


在〈mBlock & Arduino(20)探讨 Me-Baseboard 与各模组相容性〉中,已经看过 Me 超音波感应器了,如果使用 Makeblock Baseboard Orion,那么只要通过RJ25,连接 Me 超音波感应器,就可以开始使用了。

Me 七段显示器与超音波感应器

例如,将 Me 七段显示器接至端口 3,将 Me 超音波感应器接至端口 4,然后撰写以下程式:

执行程式,你就可以看到七段显示器不断显示超音波感应器量得的距离了。

连接线路如此之方便,目的是为了让我们可以集中心力在想法的实现与程式的撰写上,作些有趣或实际的应用。

雷达绘图 API

既然没有连接线路的困扰了,那么,就来做些数学应用吧!使用舵机转动超音波感应器,将量得的距离资讯画成以下的雷达图如何呢?

这时,超音波感应器或者是舵机如何连接与控制,在这个应用当中并不是重点,重点是如何画出雷达图了,我们需要有那半圆形的雷达图,每个半圆的间距表示是 50 公分,不用急着打开绘图软体开始画,我们要使用 mBlock 来画!

首先,建立绘图 API!我们要能画直线,因此,我建立了一个“画线”的自订方块,可以指定座标 (x1, y1) 至 (x2, y2) 来画线:

接着,要能指定圆心座标、半径与角度画圆弧,方式是从 0 度开始,每走一小段长度,就转一个角度,直到指定的角度为止,每次要走的长度就是半径乘上tan(旋转角度),这个过程,我定义为“画圆弧”自订方块:

基本上,应该是转一度就划一次直线,不过这样速度会很慢,因此,图中我设定为转 3 度就划一次直线,效果也还不错。

接下来就是“画雷达底图”自订方块了,我们的圆心设定在座标 (0, -150):

后面会看到,每次跑完 180 度的扫描后,会清除整个画面,你可以每次重清之后,再跑一次“画雷达底图”自订方块,不过,你可以直接将画出来的雷达底图存为图档,再上传至 mBlock 直接设为场景的背景图,这样,就可以省去每次画雷达图的时间:

我们还剩一个绘图 API,将反弹超音波的点以不同颜色画出,这很简单:

Makeblock 舵机与超音波感应器

接下来,就是使用舵机来转动超音波感应器了,Makeblock 本身提供有舵机,你可以直接将之连接至 Me RJ25 转接器的 S1 或 S2 插头:

可以看到,Makeblock 舵机跟 SG90 舵机是一样的,你也可以使用 SG90,注意 VCC 与 GND 对应好就可以了,搭配 Me RJ25 转接器,Makeblock 的“设置舵机”方块可以指定连接端口与插头:

你可以将舵机接至端口 3,超音波感应器接至端口 4,接下来,设计一个“设定回波 XY 座标”自订方块:

每次量得的距离,乘上cos(转动角度),就是 X 座标,因为我们的圆心要设置在 (0, -150),因此,每次量得的距离,乘上sin(转动角度)再减去 150,就是 Y 座标。

接着,就是不断地转动舵机,并进行绘图处理了,我们每一次转动 2 度:

因为我们不需要显示猫咪,因此一开始将之隐藏起来了!这个程式每 180 度会重新回到 0 度开始扫描,你也可以修改一下,让它能从 180 度倒回来扫描!


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