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BASIC4MCU | 질문게시판 | 서보모터 이용 자율주행 관련 질문

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작성자 klohs 작성일2019-12-13 14:34 조회3,943회 댓글0건

본문

	

서보모터를 이용해서 장애물을 회피하는 (장애물이 있는 미로 탈출) RC카 코드를 짜려고 합니다.

이전에 올린 글에 대한 답으로도 어떻게 해야할지 모르겠어서 지금 코드를 같이 올립니다.

 

초음파 센서는 전방만 보는 센서 하나, 서보모터에 부착하는 센서 하나 이렇게 두개를 사용합니다.

적외선 수신센서를 이용해서 리모컨으로 시작, 정지 명령을 줄 예정이구요.

서보의 시작 위치는 서보모터의 회전 각도에 맟춰 조정해둔 값입니다.

(아직 완전한 코드를 짠 것이 아니기 때문에 비어보이는 부분이 있을 수 있습니다.)

 

지금 코드에서 제가 원하는 결과는

 

함수 Ultrasonic_sensing 에서 distance, distance_L, distance_R 값을 지정하고

함수 Measurement1에서 distance1(전방센서가 인식하는 거리 값, 정면 벽을 인식하기 위함)을 지정하여

 

(distance는 서보모터의 각도가 70-120, 140-190도 일 때 인식하는 거리 값(왼쪽, 오른쪽, 정면의 벽을 제외한 전방의 장애물을 인식하기 위함, 전방만 보는 센서와의 측정값이 겹치지 않도록 중간각도는 제외함),

distance_L은 서보모터의 각도가 40-70도 일 때 인식하는 거리 값(왼쪽 벽을 인식하기 위함),

distance_R은 서보모터의 각도가 190-220도 일 때 인식하는 거리 값(오른쪽 벽을 인식하기 위함),

distance1은 전방센서가 인식하는 거리 값 (정면 벽을 인식하기 위함))

 

1. distance_L, distance_R값을 확인하여 벽과의 거리를 조정하도록 한다.

2. distance1이 100-200값이 출력될 때(정면에 벽이 있을 때), distance_L, disntance_R을 비교하여 더 긴 거리가 측정된 방향으로 회전하도록 한다.

3. distance 값이 100보다 작을 경우(앞에 장애물이 인식되는 경우)  distance_L, distance_R 중 더 크게 측정되는 쪽으로 회전하도록 한다.

 

인데요, 아래 코드로 RC카를 돌렸을 때

 

1. 시리얼 모니터에 distance1값이 0으로 출력됩니다.

2. 아무 신호도 주지 않았는데 계속 우회전을 합니다.

 

위 두가지 문제점이 발생하고, 추가적인 궁금증으로는

1. 초음파 센서의 인식이 10도마다 이뤄지도록 했는데, 한번 회전하는 데에 시간이 너무 오래 걸려서 인식하는 각도를 20도로 늘렸습니다. 거리를 10도마다 인식학게 하면서 서보모터가 좀 더 빨리 돌릴 수 있는 방법이 있는지 궁금합니다.

2. 서보모터가 빠르게 돌지 않다보니 왼쪽 오른쪽 값이 한번에 얻어지지 않아서 생기는 오류에 대해 해결할 수 있는 방법이 있는지 궁금합니다.

3. IR수신값을 해석하는 함수에서   'Serial.println("Not Defined."); // 예외처리' 이게 어떤 의미를 갖는지 궁금합니다.(시리얼 모니터에 계속 떠서요)

 

#include <IRremote.h>
int RECV_PIN = A0;                    // 적외선 수신센서 핀(아날로그 입력 A0)
IRrecv irrecv(RECV_PIN);             // 적외선 송수신 통신을 위한 객체
decode_results decodedSignal;       // 적외선 수신값 해석을 위한 객체

#include <Servo.h>
Servo EduServo;
int pos = 40;                      // 서보의 위치

 

//출력핀(trig)과 입력핀(echo) 설정
int trigPin1 = 7;                  // 디지털 13번 핀에 연결
int echoPin1 = 4;                  // 디지털 12번 핀에 연결
int trigPin2 = 13;
int echoPin2 = 12;

 

long Ulta_d = 0;
long Ultrasonic_sensing();

long duration, distance, distance_L, distance_R;
long duration1, distance1;


int RightMotor_E_pin = 5;      // 오른쪽 모터의 Enable & PWM
int RightMotor_1_pin = 8;      // 오른쪽 모터 제어선 IN1
int RightMotor_2_pin = 9;     // 오른쪽 모터 제어선 IN2
int LeftMotor_3_pin = 10;      // 왼쪽 모터 제어선 IN3
int LeftMotor_4_pin = 11;      // 왼쪽 모터 제어선 IN4
int LeftMotor_E_pin = 6;      // 왼쪽 모터의 Enable & PWM

int E_carSpeed = 153; // 최대 속도의  60 %
int prev_speed = 0;

#define CAR_DIR_FW  1   // 전진.
#define CAR_DIR_BW  2   // 후진.
#define CAR_DIR_LF  3   // 좌회전.
#define CAR_DIR_RF  4   // 우회전
#define CAR_DIR_ST  5   // 정지.
char E_carDirection = 0;

void SmartCar_Go();
void SmartCar_Back();
void SmartCar_Stop();
void SmartCar_Left();
void SmartCar_Right();
void SmartCar_Roll();
void SmartCar_Update();
void Obstacle_Check();
void Distance_Check();
void Distance_Measurement1();

void Servo_rotation1();
void Servo_rotation2();

int Edu_count = 0;
//bool EduCar_start = false;

struct IRvalueData
{
  String name;              // 적외선 리모컨 버튼 이름
  unsigned long value;      // 버튼 이름의 고유값
};

// 적외선 리모컨의 명령코드
IRvalueData irData[21] =
{
  { "0", 0xFF6897 },
  { "1", 0xFF30CF },
  { "2", 0xFF18E7 },
  { "3", 0xFF7A85 },
  { "4", 0xFF10EF },
  { "5", 0xFF38C7 },
  { "6", 0xFF5AA5 },
  { "7", 0xFF42BD },
  { "8", 0xFF4AB5 },
  { "9", 0xFF52AD },
  { "100+", 0xFF9867 },
  { "200+", 0xFFB04F },
  { "-", 0xFFE01F },
  { "+", 0xFFA857 },
  { "EQ", 0xFF906F },
  { "<<", 0xFF22DD },
  { ">>", 0xFF02FD },
  { ">|", 0xFFC23D },
  { "CH-", 0xFFA25D },
  { "CH", 0xFF629D },
  { "CH+", 0xFFE21D }
};

String decode_IRvalue(unsigned long irValue);
void controllerByIRCommand(String& szIRCmd);

void setup() {
  EduServo.attach(3);                       // 서보모터 PWM 디지털입출력 2번핀 연결
  pinMode(echoPin1, INPUT);                  // echoPin 입력
  pinMode(trigPin1, OUTPUT);                 // trigPin 출력
  pinMode(echoPin2, INPUT);
  pinMode(trigPin2, OUTPUT);

 
  pinMode(RightMotor_E_pin, OUTPUT);        // 출력모드로 설정
  pinMode(RightMotor_1_pin, OUTPUT);
  pinMode(RightMotor_2_pin, OUTPUT);
  pinMode(LeftMotor_3_pin, OUTPUT);
  pinMode(LeftMotor_4_pin, OUTPUT);
  pinMode(LeftMotor_E_pin, OUTPUT);
 

  Serial.begin(9600); // PC와 아두이노간 시리얼 통신속도를 9600bps로 설정
  Serial.println("Welcome Eduino!");

  digitalWrite(RightMotor_E_pin, HIGH);     // 오른쪽 모터의 Enable 핀 활성화
  digitalWrite(LeftMotor_E_pin, HIGH);      // 왼쪽 모터의 Enable 핀 활성화
 
  irrecv.enableIRIn(); // 적외선 통신 수신 시작
}


void loop() {
   // 적외선(IR) 수신값이 있는지 판단.
  if (irrecv.decode(&decodedSignal) == true)  // 계속 호출
  {
      Serial.println(decodedSignal.value);
      String szRecvCmd = decode_IRvalue(decodedSignal.value); // IR 수신값 해석
      controllerByIRCommand(szRecvCmd);
      irrecv.resume(); // Receive the next value
      SmartCar_Update(); // 스마트카 상태 업데이트 
      // EduCar_start = true;
  }
  
  for (pos =40; pos <= 220; pos +=20){
    EduServo.write(pos);
    delay(1);
    Ultrasonic_sensing();
    }    
  Distance_Check();
  delay(100);
  Obstacle_Check();
  delay(100);
}
 
String decode_IRvalue(unsigned long irValue)  // IR 수신값을 해석하는 함수
{
  for (int i = 0; i < 21; i++)
  {
    if (irData[i].value == irValue)
    {
      return irData[i].name;            // 해당 수신값의 이름을 반환
    }
  }
  Serial.println("Not Defined."); // 예외처리
  return String("key Value None"); // is exist copy string method?
}


// 제어명령을 실제로 수행하는 함수
void controllerByIRCommand(String& szIRCmd)
{
  if (szIRCmd == "+") // 모터의 speed up
  {
    prev_speed = E_carSpeed;
    E_carSpeed += 20;
    E_carSpeed = min(E_carSpeed, 255);
    Serial.print("Speed Up ");
    Serial.println(E_carSpeed);
  }
  else if (szIRCmd == "-") // 모터의 speed down
  {
    prev_speed = E_carSpeed;
    E_carSpeed -= 20;
    E_carSpeed = max(E_carSpeed, 50);
    Serial.print("Speed down ");
    Serial.println(E_carSpeed);
  }
  else if(szIRCmd == "2") // 전진
    E_carDirection = CAR_DIR_FW; 
  else if(szIRCmd == "5") // 정지
    E_carDirection = CAR_DIR_ST; 
  else if(szIRCmd == "8") // 후진
    E_carDirection = CAR_DIR_BW;   
  else if(szIRCmd == "4")  // 좌회전
    E_carDirection = CAR_DIR_LF;   
  else if(szIRCmd == "6")  // 우회전
    E_carDirection = CAR_DIR_RF;  
}

// 방향 전환에 따른 동작 명령 함수
void SmartCar_Update()
{
  if(E_carDirection == CAR_DIR_FW)  // 전진
    SmartCar_Go();
  else if(E_carDirection == CAR_DIR_BW) // 후진.
    SmartCar_Back();
  else if(E_carDirection == CAR_DIR_LF) // 좌회전
    SmartCar_Left();
  else if(E_carDirection == CAR_DIR_RF) // 우회전
    SmartCar_Right();
  else if(E_carDirection == CAR_DIR_ST) // 정지.
    SmartCar_Stop();
}


void Distance_Check() {           
  if (distance_L<100) {
    SmartCar_Right();
    delay(50);
  }
  else if (distance_R<100) {
    SmartCar_Left();
    delay(50);
  }
}
  
  
  
 

void Obstacle_Check() {           
  Distance_Measurement1();
  Ultrasonic_sensing();
  Serial.println(distance1);
  Serial.println(distance);
  Serial.println(distance_L);
  Serial.println(distance_R);
 
  while (distance1 < 200) {       
    if (distance1 < 100) {       
      SmartCar_Stop();
      delay(100);
      SmartCar_Back();
      delay(300);
      Distance_Measurement1();
      Ultrasonic_sensing();
    }
    else {                        
      if (distance_L < distance_R) {                           .
        SmartCar_Right();                                           
        delay(400);
      }
      else if (distance_L > distance_R) {
        SmartCar_Left();
        delay(400);
      }
      Distance_Measurement1();
      Ultrasonic_sensing();
    }
  }
}

 

long Ultrasonic_sensing()
{
  long duration, distance, distance_L, distance_R;
  digitalWrite(trigPin2, HIGH);  // trigPin에서 초음파 발생(echoPin도 HIGH)
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin2, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin2, HIGH);    // echoPin 이 HIGH를 유지한 시간을 저장 한다.
  if (70<pos<120 && 140<pos<180){
    if ((pos % 10) == 0) {
      distance = ((float)(340 * duration) / 1000) / 2;}}
      else if (40<= pos <=70 && (pos % 10 == 0)){
        distance_R=((float)(340 * duration) / 1000) / 2;}
        else if(180<=pos<=220 && (pos % 10 == 0)){
          distance_L=((float)(340 * duration) / 1000) / 2;}
   Serial.println(distance); // 물체와 초음파 센서간 거리를 표시
   return distance;
  return distance_L;
  return distance_R;
  }


void Distance_Measurement1() {
  digitalWrite(trigPin1, LOW);
  delay(2);
  digitalWrite(trigPin1, HIGH);  // trigPin에서 초음파 발생(echoPin도 HIGH)
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin1, LOW);
  duration1 = pulseIn(echoPin1, HIGH);    // echoPin 이 HIGH를 유지한 시간을 저장 한다.
  distance1 = ((float)(340 * duration1) / 1000)/2;
  delay(5);
}

 

//스마트카 동작 함수들
void SmartCar_Go()  // 전진
{
  digitalWrite(RightMotor_1_pin, HIGH);
  digitalWrite(RightMotor_2_pin, LOW);
  digitalWrite(LeftMotor_3_pin, HIGH);
  digitalWrite(LeftMotor_4_pin, LOW);

  for (int i = prev_speed; i <= E_carSpeed; i = i + 1) {
    analogWrite(RightMotor_E_pin, i);
    analogWrite(LeftMotor_E_pin, i);
    delay(20);
  }
  prev_speed = E_carSpeed;
}
void SmartCar_Back() // 후진
{
  digitalWrite(RightMotor_1_pin, LOW);
  digitalWrite(RightMotor_2_pin, HIGH);
  digitalWrite(LeftMotor_3_pin, LOW);
  digitalWrite(LeftMotor_4_pin, HIGH);

  for (int i = prev_speed; i <= E_carSpeed; i = i + 1) {
    analogWrite(RightMotor_E_pin, i);
    analogWrite(LeftMotor_E_pin, i);
    delay(20);
  }
  prev_speed = E_carSpeed;
}
void SmartCar_Left()  // 좌회전
{
  digitalWrite(RightMotor_1_pin, HIGH);
  digitalWrite(RightMotor_2_pin, LOW);
  digitalWrite(LeftMotor_3_pin, HIGH);
  digitalWrite(LeftMotor_4_pin, LOW);

  for (int i = prev_speed; i <= E_carSpeed; i = i + 1) {
    analogWrite(RightMotor_E_pin, i * 1.2);           // 140%
    analogWrite(LeftMotor_E_pin, i * 0.1);            // 20%
    delay(50);
  }
  prev_speed = E_carSpeed;
}

void SmartCar_Right() // 우회전
{
  digitalWrite(RightMotor_1_pin, HIGH);
  digitalWrite(RightMotor_2_pin, LOW);
  digitalWrite(LeftMotor_3_pin, HIGH);
  digitalWrite(LeftMotor_4_pin, LOW);

  for (int i = prev_speed; i <= E_carSpeed; i = i + 1) {
    analogWrite(RightMotor_E_pin, i * 0.1);           // 20%
    analogWrite(LeftMotor_E_pin, i * 1.2);            // 140%
    delay(50);
  }
  prev_speed = E_carSpeed;
}
void SmartCar_Stop()  // 정지
{
  if (E_carDirection == CAR_DIR_FW || E_carDirection == CAR_DIR_LF || E_carDirection == CAR_DIR_RF) {
    for (int i = E_carSpeed; i >= 0; i = i - 5) {
      analogWrite(RightMotor_E_pin, i);
      analogWrite(LeftMotor_E_pin, i);
      delay(20);
    }
  } else if (E_carDirection == CAR_DIR_BW) {
    for (int i = E_carSpeed; i >= 0; i = i - 5) {
      analogWrite(RightMotor_E_pin, i);
      analogWrite(LeftMotor_E_pin, i);
      delay(20);
    }
  }
  digitalWrite(RightMotor_E_pin, LOW); // 정지
  digitalWrite(LeftMotor_E_pin, LOW);
}
void SmartCar_Roll() // 제자리 회전
{
  digitalWrite(RightMotor_1_pin, LOW);
  digitalWrite(RightMotor_2_pin, HIGH);
  digitalWrite(LeftMotor_3_pin, HIGH);
  digitalWrite(LeftMotor_4_pin, LOW);

  for (int i = prev_speed; i <= E_carSpeed; i = i + 3) {
    analogWrite(RightMotor_E_pin, i );         
    analogWrite(LeftMotor_E_pin, i );            //  제자리 회전
    delay(50);
  }
  prev_speed = E_carSpeed;

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