Bouw een Raspberry Pi Obstakel-vermijdende Robot – Een Beginnersgids

Als je nieuw bent met Raspberry Pi en een hands-on project wilt dat software en hardware combineert, leidt deze gids je door het bouwen van een Python-gecontroleerde robot die obstakels detecteert en vermijdt met infrarood-sensoren.

Obstakel-vermijdende robots zijn populair voor het leren van robotica en zijn verrassend eenvoudig te assembleren. Door deze tutorial te volgen, voeg je betrouwbare object-vermijding toe aan je robot of verken je gewoon Python en de Raspberry Pi's GPIO-ecosysteem.

Wat Je Nodig Hebt

1. Raspberry Pi B, B+, 2, 3 of 4 plus basisperiferie (SD-kaart, toetsenbord, muis, voeding).
2. IR-afstandssensor-modules (bijv. de populaire 4-kanaals IR-sensor).
3. Getande DC-motoren met geschikte koppel voor je chassis.
4. L293D motordriver-bord.
5. Robot-chassis en wielen.
6. Kierwiel voor stabiliteit.
7. Breadboard en dubbelzijdig plakband.
8. Male-to-male / female-to-male jumper-draden.
9. 9 V-batterij en geschikte connectors.
10. Drukknop en 220 Ω-weerstand (voor aan/uit-controle).

Hoe Het Werkt

De kernfunctionaliteit van de robot berust op twee IR-sensoren die objecten binnen een 5–6 cm bereik detecteren. Wanneer een object aanwezig is, gaat de sensor's output-pin LAAG (0 V). Wanneer geen object gedetecteerd wordt, blijft het HOOG (5 V). De Raspberry Pi leest deze digitale signalen via de GPIO-pinnen, en het bijbehorende Python-script stuurt de motoren aan.

IR (infrarood)-modules bestaan uit een IR-LED-zender en een fotodioden-ontvanger. Een object reflecteert een deel van de uitgezonden IR-licht terug naar de ontvanger, wat een LAAG-signaal veroorzaakt dat nabijheid signaleert. Deze signalen worden gerouteerd naar GPIO-ingangen op de Pi.

Wanneer de robot start – getriggerd door het indrukken van de drukknop – stuurt de Pi de DC-motoren vooruit via de L293D-driver. Als een IR-sensor een obstakel detecteert, draait het script de motoren eerst kort achteruit, en voert dan een bocht uit om het obstakel te ontwijken.

Stap 1: De IR-sensoren Bedraden

Voed de sensoren met 5 V en GND van de Raspberry Pi, en verbind de output-pinnen met GPIO-pinnen 3 en 16 (gebruik het officiële GPIO-pinout-diagram). Het bord's GPIO.BOARD modus nummert pinnen zoals ze op de header verschijnen.

Sla het volgende script op als irtest.py:

import RPi.GPIO as GPIO import time GPIO.setwarnings(False) GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # Rechter sensor (GPIO 3) GPIO.setup(3, GPIO.IN) # Linker sensor (GPIO 16) met pull-up GPIO.setup(16, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) while True: right = GPIO.input(3) left = GPIO.input(16) if right == 0: print "Obstakel gedetecteerd aan Rechterkant", right time.sleep(0.1) elif left == 0: print "Obstakel gedetecteerd aan Linkerkant", left time.sleep(0.1) 

Voer uit met sudo python irtest.py. Wanneer je een sensor met je hand blokkeert, zal de console een bericht uitvoeren dat aangeeft welke kant het obstakel detecteerde.

Stap 2: De Motoren Verbinden via de L293D-driver

Voed de L293D met de 9 V-batterij (positief naar de + pin, negatief naar de – pin). Verbind de bord-grond met de Raspberry Pi's GND. Bedraad de motoruitgangen naar de driver's output-pinnen en de besturingspinnen naar extra GPIO's (raadpleeg de L293D-datasheet voor pin-definities). Met de motoren bedraad, kan het script vooruit, achteruit en draai-bewegingen bevelen.

Zodra de hardware geassembleerd is, start de Raspberry Pi op, druk de drukknop, en kijk hoe de robot navigeert terwijl hij obstakels vermijdt.

Voor extra leermiddelen, download ons gratis eBook over Raspberry Pi en Arduino om je vaardigheden te verdiepen.