一起来开发一个磁条机器人（三）_专栏

描述

上一篇文章对磁条机器人机械部分的内容进行了介绍
这一篇我们来讨论一下该机器人的下位机系统吧

系统概述

由于磁条机器人的功能较为简单，其下位机系统实际上是一系列电子元器件的组合。开局一张图。

图中蓝色的线代表着传感器数据的流向，绿色的线代表的是上位机和下位机之间的命令通信，红色的线代表着供电。实际上图示已经很明显了，不过还是将关键流程说明一下。

主控：磁传感器向主控返回收到的磁条信号强弱，用以判断机器人与磁条的相对位置。RFID传感器向主控返回是否检测到了磁卡，卡片上的信息又是什么。左右超声负责向主控返回前方有无障碍物，障碍物的距离又是多少。主控根据收到的三者信号，通过自身算法判断机器人的环境信息，并通过上位机发布的指令，生成不同的电机控制信号，传送给电机驱动板。同时主控需要结合机器人的实际状态，改变灯的颜色

电源: 由于机器人是需要真实完成任务的，因此实际运行的机器人将不像往常电脑模拟一样，需要进行真实供电的。我们选用24V电源来为机器人供电。我们通过开关来控制电池与主控之间的通断，24V电源同时需要转换为5V电压，来为主控供电。急停按钮在开关按钮之后，用于控制电机驱动板的供电。

上面说了两个关键的部分：主控、电源。实际上，在我目前的认知中，机器人实际上就分为了三个部分，骨架、肉体、精神。我曾经在另外平台的一篇博客中发布过如何构建一个机器人团队。在我看来，机器人的组成部分和开发人员需求是高度一致的。机器人和我们人类一样，需要的概况来说就是以上三个部分。骨骼——机械结构——机械工程师，肉体——传感器及各个组件——硬件工程师，精神——算法——算法工程师。这一篇我们主要介绍的，就是肉体，也就是磁条机器人的传感器及各个组件构成的下位机系统。

下位机系统搭建

选型

1. 传感器

传感器中的磁传感器、RFID传感器在之前的两篇文章中介绍过了，这里不再赘述。那么就只剩下用于避障的超声传感器了。

超声传感器我选择的是一种防水式设计的，如下图。

这种传感器的好处顾名思义，当然也要比传统的几块钱那种小模块贵很多，同时装在工业性强一些的机器人上面也不会觉得low。

2. 元器件

电机我选择的是80转/min的行星齿轮减速电机，驱动板随便买，我买的是野火的L298N电机驱动板。

由于磁传感器的通信方式是232，因此我们还在机器人上面增加了一个ttl转232的模块。长这样。

为了接线方便，我还使用了232模块DB9免焊接头，长这样，对插到上面那个模块后，就可以直接做条线接到主控上了。实际上就是，传感器——DB9接头的管脚一边——另一边的232接头对插——ttl转232模块的232一端——ttl转232模块的ttl一端——主控。

机器人上面的一些线我是自己压的，还有一些使用的是2_7和2_5的牛角排针

布局

之前讲过机械结构的轮子布局，我们机器人的下位机系统的布局相类似。首先，电机的布局当然是要结合机械结构了啊，因为电机连接的就是主驱动轮。我们将电机放在了机器人后部大概1/3的位置，万向轮也布局在了机器人前方大概1/4的位置。

其次就是各个传感器的位置了。将磁传感器放在了机器人最前部，紧靠着机器人的正面，这样可以最快速的察觉到磁条位置的变化。值得说明的是，磁传感器距离主动轮越远，越有利于机器人调整位姿过弯。RFID传感器我们放在了机器人中心线右侧，需要注意该传感器的位置除了要躲开机器人中心线，因为中心线在运动过程中是磁条，还要躲开主动轮的位置，可能的话还要尽可能躲开万向轮得到位置，这样目标到位卡才不会和磁条或是目标卡重叠。

最后超声传感器一左一右，放在了机器人的正前方。ws2812灯带做了一个小设计，使得灯带环绕机器人一周，在前后左右四个位置都露出了一段灯带，用于未来显示机器人的状态。

接线

我们需要在传感器和主控、电源和主控、电源和按钮等之间完成接线。传感器的接线就不在这里提了，之前讲过很多了。这里唯独说一下急停和总开关，在整个电路上的接线。

开关按钮选择，带自锁带灯的常开型，急停按钮选择常闭型。意思就是，开关平时是断开的，按下后可以自己锁住并发亮，开关闭合；急停平时是闭合的，按下后断开。