D1 mini TryBot - WiFi、藍牙、超音波避障、紅外線循跡自走車

TryBot 原以Arduino UNO為主控板，善用Arduino的數位及類比I/O，可達許多功能。此文改用D1 mini接上TryBot作為主控板，D1 mini的腳位不如Arduino UNO多，但在適當設計下，仍可操控TryBot上面與自走車所有相關之功能，且可兼具藍牙及WiFi無線控制。

接線
電源：原TryBot的Arduino UNO插槽上Vin接至5V，以提供TryBot上5V接腳的5V電源。

1. D0: 接Arduino pin A0，作為IR0的輸入，但僅有數位輸入，僅能判斷黑(1)白(0)
2. D1: 接Arduino pin A4，作為IR4的輸入，但僅有數位輸入，僅能判斷黑(1)白(0)
3. D2: 接Arduino pin 12，超音波發射Trig
4. D3: 接Arduino pin 13，超音波接收Echo，內建pull-up
5. D4: 接Arduino pin 4，右馬達轉向，高電位前進、低電位後退，內建pull-up
6. D5: 接Arduino pin 5，右馬達速度，理論上0~1023
7. D6: 接Arduino pin 6，左馬達速度，理論上0~1023
8. D7: 接Arduino pin 7，左馬達轉向，高電位前進、低電位後退
9. D8: 接Arduino pin 8，蜂鳴器，低準位致能，內建pull-down
10. A0: 接Arduino pin A2，作為IR2的輸入，類比輸入0~1023，代表白至黑的灰階
11. TX: 接Arduino pin 1 TX，此為硬體序列埠，燒錄程式時需拔除藍牙模組
12. RX: 接Arduino pin 0 RX，此為硬體序列埠，燒錄程式時需拔除藍牙模組
13. 5V: 接TryBot上5V
14. GND: 接TryBot上GND

圖　D1 mini 腳位圖

圖　接線圖

以下分別為FlagBlock圖控程式以及Arduino 程式碼的Setup及函式。

圖　設定程式

圖　超音波測距模組，此函數有回傳值，代表待測物距離，單位為公分

圖　IR紅外線循跡模組，偵測結果以IR_text變數的三個結果表示，B為黑色、W為白色

圖　馬達驅動模組D1 mini的PWM輸出可達1023，為維持與Arduino的相容性，馬達轉速輸入仍為0~255，但在此模組內乘4倍

表　Setup module，分為變數宣告及setup()兩部分

1. int left;
2. int right;
3. int UltraSonic_trig;
4. int IR_A2;
5. String IR_text;
6. int UltraSonic_echo;
7. int Left_direction;
8. int Left_speed;
9. int High_Level_Duration;
10. int Right_speed;
11. int Right_direction;
12. int Buzzer;
13. int distance = 0;
14. String Receive_text;

1. void setup() {
2.   Serial.begin(9600);
3.   pinMode(A0, INPUT);
4.   pinMode(D0, INPUT);
5.   pinMode(D1, INPUT);
6. 
   
7.   UltraSonic_trig = D3;
8.   UltraSonic_echo = D2;
9.   Left_direction = D7;
10.   Left_speed = D6;
11.   Right_speed = D5;
12.   Right_direction = D4;
13.   Buzzer = D8;
14.   IR_A2 = 0;
15.   Receive_text = u8"";
16.   IR_text = u8"";
17. }

表　Sonic_Distance function，此函數有回傳值，代表待測物距離，單位為公分

1. float Sonic_Distance() {
2.   pinMode(UltraSonic_trig, OUTPUT);
3.   digitalWrite(UltraSonic_trig, HIGH);
4.   delayMicroseconds(10);
5.   pinMode(UltraSonic_trig, OUTPUT);
6.   digitalWrite(UltraSonic_trig, LOW);
7.   pinMode(UltraSonic_echo, INPUT);
8.   High_Level_Duration = pulseIn(UltraSonic_echo, HIGH, 10000);
9.   if (High_Level_Duration == 0) {
10.     pinMode(UltraSonic_echo, OUTPUT);
11.     digitalWrite(UltraSonic_echo, LOW);
12.   }
13.   return (float)(High_Level_Duration / 58.2);
14. }

表　IR detect function，偵測結果以IR_text變數的三個結果表示，B為黑色、W為白色

1. void IR_detect() {
2.   IR_text = u8"";
3.   if (digitalRead(D0)) {
4.     IR_text += String(u8"B");
5.   } else {
6.     IR_text += String(u8"W");
7.   }
8.   if (analogRead(A0) > 511) {
9.     IR_text += String(u8"B");
10.   } else {
11.     IR_text += String(u8"W");
12.   }
13.   if (digitalRead(D1)) {
14.     IR_text += String(u8"B");
15.   } else {
16.     IR_text += String(u8"W");
17.   }
18. }

表　motor control function，D1 mini的PWM輸出可達1023，為維持與Arduino的相容性，馬達轉速輸入仍為0~255，但在此模組內乘4倍

1. void motor(int left, int right) {
2.   if (left >= 0) {
3.     pinMode(Left_direction, OUTPUT);
4.     digitalWrite(Left_direction, HIGH);
5.   } else {
6.     pinMode(Left_direction, OUTPUT);
7.     digitalWrite(Left_direction, LOW);
8.   }
9.   analogWrite(Left_speed, (4 * abs(left)));
10.   if (right >= 0) {
11.     pinMode(Right_direction, OUTPUT);
12.     digitalWrite(Right_direction, HIGH);
13.   } else {
14.     pinMode(Right_direction, OUTPUT);
15.     digitalWrite(Right_direction, LOW);
16.   }
17.   analogWrite(Right_speed, (4 * abs(right)));
18. }