V4 版高速循迹机器人:Arduino Nano + 定制 PCB + PID 算法
核心配置
- Arduino Nano R3 × 1
- MX1508 迷你 H 桥驱动 × 1
- 6V 金属减速电机 × 2
- CNY70 红外反射传感器 × 8(模拟量接 A0~A7)
- 7805 稳压、电解电容、SMD LED/电阻/电容、拨码开关、按键、万向轮、RD-34 轮子
- 2× 14500 3.7V 锂电池 + 电池盒
- JLCPCB 定制双层 PCB(兼作底盘)
设计亮点
- PCB 即底盘:EasyEDA 设计,集成电机驱动、传感器阵列、电源管理,JLCPCB 制板质量高、交期快。
- 8 路模拟传感器:启动时自动校准,将读值归一化到 0~1000(白~黑),运行时计算位置 0~7000,配合 PID 算法实现平滑循迹。
- 完整 PID 控制:比例-积分-微分三项均启用,有效抑制振荡,高速过弯稳定。
- 断线/丢线恢复:记录最后检测到黑线的侧向位置,丢线时反向修正找回赛道。
调试流程
- 分别测试 MX1508 驱动电机、8 路 CNY70 读数、电池续航(峰值电流 ~200 mA)。
- 焊接完整板卡,上传代码,调整 PID 参数(Kp/Ki/Kd)。
- 实地跑道测试,逐步提速至极限。
代码仓库
完整源码(含 PID、校准、串口调试命令):
GitHub 提交记录
仿真验证
同步在 Webots 中建立仿真模型,便于算法迭代与机械结构验证,减少实物试错成本。
制造工艺
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