用 PS2 无线手柄控制 Arduino 坦克机器人

组件与物料

所需软件

• Arduino IDE（最新版）
• PS2X 库（Bill Porter 版，GitHub: 下载地址）

项目简介

本教程演示如何使用 PlayStation 2 无线手柄遥控一辆履带式坦克机器人。核心控制器为 Arduino Uno，接收手柄指令并驱动两路直流电机。相同原理可移植到 NodeMCU、FireBeetle 等开发板，也适用于其他差速驱动机器人。

作者此前已完成 Wi-Fi/Blynk 控制坦克、语音控制机器人 及 自制底盘 FPV 小车，本项目专注于“低延迟、免联网、手柄操控”的经典体验。

步骤 1：工具与材料准备

除上表元件外，还需：

• 焊锡铁/焊锡线 —— 电机引线可能脱焊，需返修
• EVA 泡棉垫 —— 隔离金属底盘与电路板，防短路
• 双面胶 —— 固定泡棉与模块
• 剪刀 —— 裁剪泡棉

步骤 2：机械组装

采用成品坦克底盘套件（含电机、齿轮、履带、螺丝、工具）。组装要点：

• 套件自带内六角扳手和螺丝刀，零工具也能上手
• 备件充足，丢螺丝不影响进度
• 说明书为中文表格，可参考作者录制的组装视频
• 铝合金底板导电，务必用泡棉垫隔离 PCB

步骤 3：电路接线

供电

3 节 18650 串联（11.1V）经电池盒接入 L298N 的 12V 与 GND，同时给 Arduino Vin 供电（或通过 5V 引脚）。

L298N 与 Arduino 接线表

电机输出

• OUT1/OUT2 → 右电机（+/-）
• OUT3/OUT4 → 左电机（+/-）

PS2 接收器接线

步骤 4：Arduino IDE 环境配置

1. 官网下载安装最新 Arduino IDE
2. 解压 PS2X 库至 Documents/Arduino/libraries
3. 重启 IDE，菜单 草图 → 包含库 → PS2X 验证导入成功

步骤 5：PS2X 库核心 API 速查

// 创建手柄对象
PS2X ps2x;

// 初始化并配置引脚：clock, command, attention, data, pressures?, rumble?
error = ps2x.config_gamepad(13, 11, 10, 12, true, true);

// 读取数字按键（返回 true/false）
ps2x.Button(PSB_PAD_UP);    // 方向键上
ps2x.Button(PSB_R2);        // 右扳机 R2
ps2x.Button(PSB_L2);        // 左扳机 L2
// ... 其余按键常量见库文档

// 读取模拟摇杆（返回 0~255）
ps2x.Analog(PSS_LX);  // 左摇杆 X
ps2x.Analog(PSS_LY);  // 左摇杆 Y
ps2x.Analog(PSS_RX);  // 右摇杆 X
ps2x.Analog(PSS_RY);  // 右摇杆 Y

步骤 6~9：四种控制模式示例代码

所有示例共用相同接线与初始化，仅 loop() 逻辑不同。完整代码见文末“代码”区。

模式 1：方向键（D-Pad）全速控制

• ↑ 前进、↓ 后退、← 原地左旋、→ 原地右旋
• 电机全速（PWM 1023），无变速

模式 2：左摇杆 X 轴转向 + L2/R2 油门/刹车

• 左摇杆左右控制差速转向
• R2 前进，L2 后退，松开停车
• 类似赛车游戏手感

模式 3：双摇杆差速驱动（推荐）

• 左摇杆 Y 控左履带，右摇杆 Y 控右履带
• 最接近真实坦克操作，可原地掉头、弧线行驶
• 代码设 ±50 死区，抖动不触发

模式 4：单左摇杆混合控制（Arcade Drive）

• 一个摇杆同时控制速度与转向
• 算法参考 ImpulseAdventure 差速转向教程
• 按键资源最富余，适合扩展灯光、炮塔等功能

步骤 10：常见问题与调试

• 上传代码后需拔 USB、接电池、复位板子（常需复位 2~3 次才能配对）
• 串口监视器波特率 57600，观察 Found Controller, configured successful
• 若报 No controller found：检查跳线、手柄电量、接收器指示灯
• 电机反转只需交换对应 OUT 线或修改代码方向逻辑

完整代码（四合一）

下方代码已整合四种模式，通过 #define MODE 1~4 切换。上传前请确认引脚定义与接线一致。

#define MODE 3   // 1=D-Pad, 2=L-Stick+L2/R2, 3=Dual-Stick, 4=Single-Stick
#include <PS2X_lib.h>

#define ENA 3
#define MOTORA_1 4
#define MOTORA_2 5
#define MOTORB_1 8
#define MOTORB_2 7
#define ENB 6

PS2X ps2x;
int error = 0;
byte type = 0;
byte vibrate = 0;

void setup() {
  pinMode(ENA, OUTPUT); pinMode(MOTORA_1, OUTPUT); pinMode(MOTORA_2, OUTPUT);
  pinMode(ENB, OUTPUT); pinMode(MOTORB_1, OUTPUT); pinMode(MOTORB_2, OUTPUT);
  digitalWrite(ENA, 0); digitalWrite(ENB, 0);
  Serial.begin(57600);
  error = ps2x.config_gamepad(13, 11, 10, 12, true, true);
  if (error == 0) Serial.println(F("手柄连接成功"));
  else if (error == 1) Serial.println(F("未检测到手柄，检查接线或复位"));
  else if (error == 2) Serial.println(F("手柄拒绝命令"));
  else if (error == 3) Serial.println(F("不支持压力/震动模式"));
  type = ps2x.readType();
  if (type == 1) Serial.println(F("DualShock 手柄"));
  else if (type == 2) Serial.println(F("GuitarHero 手柄"));
  else Serial.println(F("未知手柄类型"));
}

void loop() {
  if (error == 1) return;
  ps2x.read_gamepad(false, vibrate);

  #if MODE == 1
    // D-Pad 全速控制
    if (ps2x.Button(PSB_PAD_UP))      { setMotors(LOW, HIGH, HIGH, LOW, 1023, 1023); }
    else if (ps2x.Button(PSB_PAD_DOWN)) { setMotors(HIGH, LOW, LOW, HIGH, 1023, 1023); }
    else if (ps2x.Button(PSB_PAD_LEFT)) { setMotors(LOW, HIGH, LOW, HIGH, 1023, 1023); }
    else if (ps2x.Button(PSB_PAD_RIGHT)){ setMotors(HIGH, LOW, HIGH, LOW, 1023, 1023); }
    else { stopMotors(); }
  #elif MODE == 2
    // 左摇杆 X + L2/R2
    int nJoyL = map(ps2x.Analog(PSS_LX), 0, 255, 1023, -1023);
    int spdR = 1023, spdL = 1023;
    if (nJoyL < 0) spdR += nJoyL;
    if (nJoyL > 0) spdL -= nJoyL;
    if (ps2x.Button(PSB_R2))      setMotors(LOW, HIGH, HIGH, LOW, spdR, spdL);
    else if (ps2x.Button(PSB_L2)) setMotors(HIGH, LOW, LOW, HIGH, spdR, spdL);
    else stopMotors();
  #elif MODE == 3
    // 双摇杆差速
    int nJoyL = map(ps2x.Analog(PSS_LY), 0, 255, 1023, -1023);
    int nJoyR = map(ps2x.Analog(PSS_RY), 0, 255, -1023, 1023);
    driveTrack(nJoyR, MOTORA_1, MOTORA_2, ENA);
    driveTrack(nJoyL, MOTORB_1, MOTORB_2, ENB);
  #elif MODE == 4
    // 单摇杆 Arcade Drive
    int nJoyX = map(ps2x.Analog(PSS_LX), 0, 255, -1023, 1023);
    int nJoyY = map(ps2x.Analog(PSS_LY), 0, 255, 1023, -1023);
    arcadeDrive(nJoyX, nJoyY);
  #endif
  delay(50);
}

void setMotors(byte a1, byte a2, byte b1, byte b2, int spdA, int spdB) {
  digitalWrite(MOTORA_1, a1); digitalWrite(MOTORA_2, a2);
  digitalWrite(MOTORB_1, b1); digitalWrite(MOTORB_2, b2);
  analogWrite(ENA, spdA); analogWrite(ENB, spdB);
}
void stopMotors() { analogWrite(ENA, 0); analogWrite(ENB, 0); }
void driveTrack(int joy, byte in1, byte in2, byte en) {
  if (joy > 50)      { digitalWrite(in1, HIGH); digitalWrite(in2, LOW); analogWrite(en, 1023); }
  else if (joy < -50){ digitalWrite(in1, LOW); digitalWrite(in2, HIGH); analogWrite(en, 1023); }
  else               { analogWrite(en, 0); }
}
void arcadeDrive(int x, int y) {
  // 简化版混合算法，完整版见原教程 Sketch #4
  float fwd = y / 1023.0;
  float turn = x / 1023.0;
  int left = constrain((fwd + turn) * 1023, -1023, 1023);
  int right = constrain((fwd - turn) * 1023, -1023, 1023);
  driveTrack(left, MOTORA_1, MOTORA_2, ENA);
  driveTrack(right, MOTORB_1, MOTORB_2, ENB);
}

原理图

💡 进阶建议：加装超声波避障、舵机云台、FPV 摄像头，或将手柄换为 ESP-NOW/蓝牙手柄实现免接收器控制。祝玩得开心！