本文档介绍了如何使用Arduino开发板制作一款能够自动识别路径并沿轨迹行驶的小车。通过编程和硬件组装教学，帮助读者掌握传感器应用与智能控制的基础知识。
在本篇Arduino巡线小车实验中，我们将深入探讨如何构建并编程一个能够自主寻线行驶的小车。这个实验特别适合那些对Arduino平台感兴趣，并希望通过实际操作来学习电子与编程的爱好者。
核心硬件组件是Arduino主控板，它作为整个系统的控制中心。如图1-1所示，Arduino主控板提供了丰富的数字和模拟输入输出引脚，方便我们连接各种传感器和执行器。而图1-2展示的4路红外巡线模块则是小车寻线的关键，它能感知线路的颜色差异并据此调整小车的行驶方向。
实验的目标是实现一种自动化的行为：在上电后延迟2秒，并通过按键K2启动巡线功能。一旦启动，小车就会沿着黑色线条自动行驶。这一功能基于红外传感器的工作原理，即当光线遇到黑色表面时被吸收较多，导致反射信号减少；而其他颜色的表面则会导致更强的反射信号。通过检测这些变化，我们可以编写程序让小车根据不同传感器反馈调整其方向。
实验采用四路红外传感器分别连接到Arduino的A1（IN2）、A2（IN1）、A3（IN3）和A4（IN4）模拟输入口。中间两路持续监测黑线以确保直线行驶；当两侧检测到黑线时，小车会相应调整方向保持在正确路径上。这种配置使小车能够应对包括直线、小弯道、直角以及锐角在内的不同线路条件。
为了实现这一功能，需要正确的接线方式。图4-1展示了Arduino主控板的电路图；而图4-2和图4-3详细列出了红外传感器的接线头与跳线帽使用方法。实际操作中需要注意将X1、X2、X3及X4用跳线帽连接，确保传感器与主控板之间的通信。此外，调整四路红外循迹模块上的电位器可以优化其灵敏度以适应不同环境和线路条件。
软件部分同样关键。以下是一段示例代码展示如何读取传感器数据并根据结果控制小车运动：
```c++
int sensorPin1 = A1;
int sensorPin2 = A2;
int sensorPin3 = A3;
int sensorPin4 = A4;
void setup() {
pinMode(sensorPin1, INPUT);
pinMode(sensorPin2, INPUT);
pinMode(sensorPin3, INPUT);
pinMode(sensorPin4, INPUT);
}
void loop() {
int reading1 = analogRead(sensorPin1);
int reading2 = analogRead(sensorPin2);
int reading3 = analogRead(sensorPin3);
int reading4 = analogRead(sensorPin4);
根据传感器读数判断小车行驶方向
}
```
该代码在`setup()`函数中定义了四个传感器引脚模式为输入，并于`loop()`函数不断读取每个传感器值。接下来，需要根据这些读数值编写逻辑以决定何时左转、右转或直行。这通常涉及比较不同传感器的读数并设定阈值：当超过某个阈值时，小车需调整行驶方向。
通过这个Arduino巡线小车实验，不仅能够掌握基础编程技巧和红外传感器工作原理的应用，还能提升电子工程、机械设计及编程综合技能，为未来更复杂的机器人项目打下坚实的基础。
5星
