[原创] 2014-电子竞赛（广西区A题）

作品验收完毕，成绩也出来了，电子竞赛算是告一段落。

今年广西区的大部分是选控制类的A题和E题，选信号类的人也不少。A、E题主要是玩车型机器人，个人认为选E题是比较保险的，哪怕平衡做不出来，只要把循迹、金属探测这些相对简单的做出来基本上二等奖是稳拿了的，事实也是这样。不过E题我们讨论的时候把它给否了，原因是平衡那部分那么短时间内我们做不出来的，之前都没人接触过类似的算法，如果不搞平衡的话，其他部分没多大意思，所以最后讨论选了A题。

A题大概的要求是这样的：机器人自主寻找方木块然后寻找仓库并将木块放到相应的区域。

看到题目的时候我们组是从怎么让机器人找到木块开始讨论的，相信很多人的思路也是这样，当然这也没什么问题（如果你的供电电源没有涉及稳压）。这里我想说的是其实我们首先要考虑的是供电问题，如我们这次比赛是用下图所示电池供电：

这种电池输出7.2V的电压，给舵机的话是够了的，可是供主控芯片明显还需要稳压，说到稳压我们比较常用的是7805，可是7805真的是首选吗？

不能不说7805或LM78/79 系列芯片是款比较经典的三端稳压芯片，这是我们经常用到的，但可能很少人会知道7805还是种高压差型芯片，所谓的高压差的就是要保持稳定的输出必须保持输入电压高于输出相应的电压，而7805想要保持稳定的5V输出那么输入至少要高于2.5V也就是说输入最低也要为7.5V，如果低于7.5V也不是不工作，只是会变得不稳定，用它给主控板供电会出现复位的现象，特别是在舵机和主控板不分开供电的时候，这个问题会更严重。我们用的那个电池充满电的时候有八点多伏，当工作一段时间之后，主控板就开始不断的复位，用示波器看7805输出的时候居然看到它输出方波！！！！！！！！！！！！！！！！！开始的时候我以为是程序出问题，可是程序找了半天没解决，然后各种拆硬件，检查挂接的模块是否有短接！！！！！直到查到电源这块，最后换LM2940才解决问题，在这里浪费里大半天的时间！！！！！！！！！！！！经验不足，坑啊（LM2940大伙可以百度下，这里就不展开了），另外建议舵机和主控板单独供电，单独供电的时候注意共地。

处理好电源部分后，接下来就是方木块和仓库的寻找以及方木块的入库了（颜色识别的话挂个颜色传感器，找到方木块和在入库之前识别颜色并用液晶显示出来就可以了，这里不展开），因为场地周边除了仓库之外是没有“墙壁的”，那么要在这片空旷的场地内寻找方木块和仓库，我们首先想到的是超声波，红外因为没有测距的功能（在没有接触过ShARP的2Y0A21 系列红外模块之前我都是这么认为的）被排除在外，单纯的用超声波完成这次比赛的话理论上是可行的，可是编程方面就得下大功夫了而且要考虑的东西也多，还有各种未知因素的影响。不得不说用超声波是比较危险的选择，一开始我们就是打算用单纯的挂超声波这个方案，简单调试了下程序遇到以下的问题并没有很好的办法解决的时候我们改方案。

大伙可以用超声波如上图做下这样的尝试，用超声波正对墙壁，在超声波发射部分的斜方向上（控制在一定距离内）放一个障碍物，超声波测得距离用串口或液晶显示，按比较常规的想法上电之后超声波测的是超声波模块到墙壁之间的距离，可实际情况得到的却是超声波模块到方木块之间的距离，这是因为大多数人都存在这样一个误区，认为超声波测量的是它正前方障碍物到它之间的距离，但事实上超声波测得是离它最近的物体，当然这是在一定范围内，这是因为超声波是发散的发射出去的，然后通过计算从发射到遇到障碍物反射回来超声波的这段时间，再通过声速来求得距离，也就是说超声波实际测量的是在发散范围内离他最近的物体的距离。这个问题如果解决不好的话，会引起误判，导致严重的后果。

单纯的用超声波没得玩，我们开始寻找一个既能测距又不是很发散的模块，最终我们找到SHARP的 2y0a21 f 22,这是夏普公司出的一款红外测距传感器，

2y0a21f 22 的测量范围为10-80cm,接线非常简单，一根VCC、一根GND、一根输出。使用的时候用AD测它输出端的模拟电压便可得知距离。它输出的模拟电压与测量距离的关系如下图所示：

从图中可看出在6-80cm的范围内，其输出的模拟电压是跟距离成反比的，下降趋势也比较缓，在0-6cm的范围内其输出的模拟电压跟距离成正比，下降趋势较急。

我上传了个Excel表，修改这里的值就能通过公式把AD的采样数据转换相应的距离值，

用2y0a21 f 22或这款传感器的其它型号测量距离的时候要注意它与地面的距离，离地面太近的时候   这部分是不完全满足的，大家可以实际测一下，至于这款传感器的详细介绍可以看下数据手册，还有在使用的时候，建议用AD进行多次测量，去掉最大值和最小值然后求平均值，这样可以尽可能的减少误差和误判。