树莓派避障机器人搭建指南：新手入门教程

如果你是树莓派新手，想要一个融合软硬件的实战项目，本指南将带你构建一个由Python控制、利用红外传感器检测并避障的机器人。

避障机器人为何适合入门

避障机器人是学习机器人技术的热门选择，组装过程出奇简单。跟随本教程，你将为机器人添加可靠的避障功能，或单纯探索Python与树莓派GPIO生态系统。

所需材料

树莓派 B、B+、2、3 或 4 代及基本外设（SD卡、键盘、鼠标、电源）
红外测距传感器模块（如常见的4通道红外传感器）
带适当扭矩的减速直流电机
L293D电机驱动板
机器人底盘和车轮
万向轮（用于稳定）
面包板和双面胶带
公对公/母对公跳线
9V电池及相应连接器
按钮和220Ω电阻（用于开机控制）

工作原理

机器人核心功能依赖两个红外传感器，检测5-6厘米范围内的物体。有物体时传感器输出引脚变为低电平（0V），无物体时保持高电平（5V）。树莓派通过GPIO引脚读取这些数字信号，Python脚本据此控制电机。

红外模块由红外LED发射器和光二极管接收器组成。物体反射部分红外光回接收器，导致输出低电平信号指示接近。这些信号路由到树莓派的GPIO输入端。

机器人启动后（按下按钮触发），树莓派经L293D驱动直流电机前进。若红外传感器检测到障碍物，脚本先短暂反转电机，再执行转向以避开障碍物。

步骤1：红外传感器接线

从树莓派获取5V和GND给传感器供电，将输出引脚连接到GPIO 3和16（参考官方GPIO引脚图）。板载GPIO.BOARD模式按排针物理顺序编号。

保存以下脚本为irtest.py：

import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
# 右侧传感器 (GPIO 3)
GPIO.setup(3, GPIO.IN)
# 左侧传感器 (GPIO 16) 启用上拉
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("Obstacle detected on Right", right)
        time.sleep(0.1)
    elif left == 0:
        print("Obstacle detected on Left", left)
        time.sleep(0.1)

运行sudo python irtest.py。用手遮挡传感器时，控制台将输出检测到障碍物的侧边信息。

步骤2：通过L293D驱动电机

用9V电池给L293D供电（正极接+，负极接–）。将驱动板地线接树莓派GND。按L293D数据手册定义，将电机输出接驱动板输出引脚，控制引脚接额外GPIO。接好电机后，脚本即可控制前进、后退和转向。

硬件组装完成后，给树莓派上电，按下按钮，观察机器人自主导航并避障。

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