Arduino与LEGO结合下的自动栏杆

宜昌城老张

博客文章网址：http://www.eefocus.com/zhang700309/blog/12-02/238201_e57c1.html。   看到街边停车场的自动栏杆随轿车的进出自动升降，于是前去观察，一上一下的，蛮有意思，想想，是否可以做个原型产品娱乐下，所以我就制作了这个Arduino与LEGO结合下的自动栏杆。
    这个作品的工作过程是：当红外传感器（图中黄色圆柱状器件）检测到小车到达栏杆前方，栏杆自动升起打开，并保持打开状态一小会，小车通过栏杆处后，栏杆会放下关闭。看看视频：

    判断轿车是否到达栏杆跟前，依靠下图所示红外测距开关传感器，这个传感器的三根线，我把它们接到DFRobot公司的Arduino Xbee传感器扩展板V5 的数字端口5上，黄线接在端口的D引脚，红线接在端口的VCC引脚，绿线接在端口的GND引脚。这个红外传感器的后端有个小旋钮，可以用“一字起”工具旋转，以调节测量距离，我通过调节，把测量距离设为15厘米左右。如果在15厘米内检测到障碍物，则发低电平，否则为高电平。

    Arduino Xbee传感器扩展板V5如图：

    完成作品工作过程的Arduino程序：（有详细注释）
/*当红外传感器检测到小车到达栏杆前方，
栏杆自动升起打开，并保持打开状态一小会，
小车通过栏杆处后，栏杆放下关闭*/
#include <Servo.h> //声明伺服马达函数库
Servo myservo;  // 定义伺服马达对象
int IR=5;   //红外传感器连在数字端口5
int IR_State=0;// 红外传感器状态
int flag=0; //栏杆打开或者关闭的标志
//初始化
void setup()
{
  
  pinMode(IR,INPUT); //设置与红外传感器相连的数字端口5为输入端口
   myservo.attach(9);  //初始化9号引脚来控制马达                     
}
//循环执行主程序中的指令
void loop()
{
  //如果被测物体在设定距离内，红外传感器状态为低电平
  IR_State=digitalRead(IR); //读取红外传感器的状态
  //如果如果被测物体在设定距离内，并且栏杆处于关闭状态
  if(IR_State==LOW && flag==0)
  {
    myservo.write(0);     // 启动伺服电机正转
    delay(6000);             // 等待6s，让栏杆打开到位
    flag=1; //标志栏杆处于打开状态
     myservo.write(93);  //伺服电机停止
     delay(4000);  //让栏杆保持打开状态4s
  }
  //如果如果被测物体在设定距离外，并且栏杆处于打开状态
  if(IR_State==HIGH && flag==1)
  {
    myservo.write(180);     // 启动伺服电机反转
    delay(5000);             // 等待5s，让栏杆关闭到位
    flag=0; //标志栏杆处于关闭状态
    myservo.write(93);  // 伺服电机停止  
  }   
}
    前段时间我写了两篇介绍新车间出品的免费Arduino图形化编程软件ArduBlock，它们是：
《新车间Arduino图形化编程软件ArduBlock的介绍(上)》http://www.eefocus.com/zhang700309/blog/12-02/237994_76dea.html和新车间《Arduino图形化编程软件ArduBlock的介绍(下)》http://www.eefocus.com/zhang700309/blog/12-02/238093_5e52f.html。目前新车间的这个软件已经有中文版，中文版下载网址：https://github.com/downloads/taweili/ardublock/ardublock-all.jar
。软件安装方法见《新车间Arduino图形化编程软件ArduBlock的介绍(上)》一文。    我使用了一段时间ArduBlock软件，感觉蛮好用，直观形象，编程工作仿佛变成了拼图游戏，一个个模块按照您的逻辑不断“咔咔”地拼接在一起，如果拼接能严丝合缝，就不用担心出现语法错误，但编程逻辑错误，就看您是否经过了适当的编程训练了。
   现在我用中文版ArduBlock软件编写图形化的程序，注意看，模块标识和程序注释都是简体中文啊。（点击图片，放大看）

   新车间是一家位于上海长宁区安化路76号的创客空间，网址：http://xinchejian.com/?lang=zh，看视频，了解新车间的情况。

    自动栏杆作品的机械部分是用乐高积木搭建。对于Arduino控制器与乐高电池盒如何连接，舵机与乐高结构件如何连接，可以看《把Arduino与乐高结合起来做创意作品》一文的介绍，网址：http://www.eefocus.com/zhang700309/blog/12-01/237459_6b7a6.html。至于自动栏杆主体部分的搭建，可通过下面3张图片有所了解。





    乐高机械作品的搭建是否成功主要看传动链的设计是否合理可行，从舵机旋转到栏杆升降，这条传动链里一共有三个机构，以动力的传动方向来看，它们分别为皮带轮机构、蜗轮蜗杆机构和四杆机构。所以一个小小的自动栏杆原型作品，不仅要选择电子器件，编写和调试程序，还要完成机构的设计与制作。

黑马

米人……羡慕嫉妒恨……