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编程问答

ros怎么跑小车_如何搭建ROS小车底盘（一）

發布時間：2024/3/24 编程问答 42 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 ros怎么跑小车_如何搭建ROS小车底盘（一）小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

搭建前準備

需要的硬件清單：

樹梅派2或3代

帶編碼器測速JGA25-371減速電機一對

小車輪子一對

萬向輪一個

小車亞克力板底板一套

Arduino MEGA2560 R3開發板一塊：用于控制電機驅動，接收上位機指令并把傳感器

L298N電機驅動板模塊

12V充電電池塊

電池分壓模塊

需要的軟件列表：

Unbuntu 14.04

indigo版本ROS系統

indigo版本 ros_arduino_bridge

搭建步驟

搭建小車底盤分兩步：

首先，我們把JGA25-371減速電機和輪子連接，然后和萬向輪一起固定到小車亞克力板底板上。這一步比較簡單，我們就不再詳細介紹。

然后，我們重點要考慮JGA25-371減速電機、L298N電機驅動板模塊、Arduino MEGA2560 R3、樹梅派和電池之間如何連接。

主要部件的介紹

JGA25-371減速電機

JGA25-371帶編碼器測速碼盤的電機由兩部分組成：直流減速電機和雙通道霍爾效應編碼器。如下圖所示：

直流減速電機的工作電壓：6-24VDC。根據在額定電壓12V時每分鐘空載轉速不同， JGA25-371系列電機分為如下幾個型號：977rpm 463rpm 201rpm 126rpm 95rpm 55rpm 41rpm 25rpm 19rpm 11rpm 8.6rpm。如下圖所示。

轉速越快，做出來來小車的速度就會越快，但轉速快的小車扭矩就小，小車的載重就隨之變小，并且小車在上坡或越過障礙物時就顯得動力不足。我們建議購買型號為126rpm轉速的電機。

測速的編碼器是雙通道霍爾效應編碼器，它包含一個磁柵和磁敏檢測電路，輸出兩個通道正交相位角為90度的方波。如下圖所示。

該編碼器單路每圈脈沖13CPR(Counts Per Revolution，每轉脈沖的個數)。一方面由于每圈又可以分一個上升沿和一個下降沿，另一方面該編碼器擁有A B雙路輸出，所以每轉一圈，該編碼器的雙路上下沿總共可以輸出52CPR。那么小車輪子轉一圈，最多只能產生52個脈沖信號嗎？不對，還要考慮減速比，以轉速為126rpm 的型號電機為例，它的減速比為1:34，也就是說，編碼器側轉34圈，小車的輪子才轉一圈。所以，小車輪子轉一圈，可以產生52*34=1768個脈沖信號。

另外，還可以根據A B雙路輸出的信號，確定輪子是正轉還是反轉。

JGA25-371電機和編碼器的接線如下圖所示。

接線按上圖片從右到左分是M+、M-、Hgnd、Hvcc、HoutA、 HoutB。

M+(紅線) 電機電源+

M-(黑線) 電機電源-

Hgnd(綠線) 編碼器地線

Hvcc(藍線) 編碼器電源(接5V電壓)

HoutA(黃線) 信號A輸出

HoutB(白線) 信號B輸出

測速編碼的連線

arduino測試代碼：

#define BAUDRATE 115200

#define LEFT 0

#define RIGHT 1

#define FORWARDS true

#define BACKWARDS false

volatile long encoderLeft = 0L;

volatile long encoderRight = 0L;

void initEncoders(){

pinMode(2, INPUT);

pinMode(3, INPUT);

attachInterrupt(0, encoderLeftISR, CHANGE);

attachInterrupt(1, encoderRightISR, CHANGE);

}

void encoderLeftISR(){

encoderLeft++;

}

void encoderRightISR(){

encoderRight++;

}

long readEncoder(int i) {

long encVal = 0L;

if (i == LEFT) {

noInterrupts();

//detachInterrupt(0);

encVal = encoderLeft;

interrupts();

//attachInterrupt(0, Code_left, FALLING);

}

else {

noInterrupts();

//detachInterrupt(1);

encVal = encoderRight;

interrupts();

//attachInterrupt(1, Code_right, FALLING);

}

return encVal;

}

/* Wrap the encoder reset function */

void resetEncoder(int i) {

if (i == LEFT){

noInterrupts();

encoderLeft = 0L;

interrupts();

}else {

noInterrupts();

encoderRight = 0L;

interrupts();

}

/* Wrap the encoder reset function */

void resetEncoders() {

resetEncoder(LEFT);

resetEncoder(RIGHT);

}

void setup() {

Serial.begin(BAUDRATE);

initEncoders();

resetEncoders();

}

void loop() {

long lval=readEncoder(0);

long rval=readEncoder(1);

Serial.print("left: ");

Serial.print(lval);

Serial.print("; right: ");

Serial.println(rval);

delay(30);

}

測試結果如下：

由于JGA25-371電機需要L298N模塊來驅動，所以再講JGA25-371電機連線之前，先來介紹下L298N模塊。

L298N電機驅動模塊

L298N電機驅動模塊如下圖所示。

驅動電壓5v~35v, 邏輯電壓5v. 內置的78M05通過驅動電源部分取電工作, 當使用大于12V驅動電壓的時候，為了避免穩壓芯片損壞, 請使用外置的5V邏輯供電。

ENA：OUT1和OUT2的使能端，默認情況下，跳線帽接上時，高電平有效，低電平禁止；如果需要PWM調速，就需要拔掉跳線帽.

驅動直流電機

由于本模塊是2路的H橋驅動，所以可以同時驅動兩個電機

使能ENA ENB之后，

可以分別從IN1 IN2輸入PWM信號驅動電機1的轉速和方向

可以分別從IN3 IN4輸入PWM信號驅動電機2的轉速和方向

信號如圖所示

驅動步進電機

由于本模塊是2路的H橋驅動，所以可以同時驅動兩個電機，

使能ENA ENB之后，

可以分別從IN1 IN2輸入PWM信號驅動電機1的轉速和方向

可以分別從IN3 IN4輸入PWM信號驅動電機2的轉速和方向

如果L298N和arduino使用不同的電源供電的話，那么需要將arduino的GND和模塊上的GND連接在一起，只有這樣單片機上過來的邏輯信號才有個參考0點。此點非常重要，請大家注意。

兩種接線方式。

方式一：

通過IN1和IN2控制電機轉動方向(正轉或反轉), 通過ENA控制電機的轉速。

arduino的代碼：

int enA = 5;

int in1 = 7;

int in2 = 8;

// motor two

int enB = 6;

int in3 = 9;

int in4 = 10;

void setup()

{

// set all the motor control pins to outputs

pinMode(enA, OUTPUT);

pinMode(enB, OUTPUT);

pinMode(in1, OUTPUT);

pinMode(in2, OUTPUT);

pinMode(in3, OUTPUT);

pinMode(in4, OUTPUT);

}

void demoOne()

{

// this function will run the motors in both directions at a fixed speed

// turn on motor A

digitalWrite(in1, HIGH);

digitalWrite(in2, LOW);

// set speed to 200 out of possible range 0~255

analogWrite(enA, 200);

// turn on motor B

digitalWrite(in4, HIGH);

digitalWrite(in3, LOW);

// set speed to 200 out of possible range 0~255

analogWrite(enB, 200);

delay(2000);

// now change motor directions

digitalWrite(in1, LOW);

digitalWrite(in2, HIGH);

digitalWrite(in4, LOW);

digitalWrite(in3, HIGH);

delay(2000);

// now turn off motors

digitalWrite(in1, LOW);

digitalWrite(in2, LOW);

digitalWrite(in3, LOW);

digitalWrite(in4, LOW);

}

void demoTwo()

{

// this function will run the motors across the range of possible speeds

// note that maximum speed is determined by the motor itself and the operating voltage

// the PWM values sent by analogWrite() are fractions of the maximum speed possible

// by your hardware

// turn on motors

digitalWrite(in1, LOW);

digitalWrite(in2, HIGH);

digitalWrite(in3, LOW);

digitalWrite(in4, HIGH);

// accelerate from zero to maximum speed

for (int i = 0; i < 256; i++)

{

analogWrite(enA, i);

analogWrite(enB, i);

delay(20);

}

// decelerate from maximum speed to zero

for (int i = 255; i >= 0; --i)

{

analogWrite(enA, i);

analogWrite(enB, i);

delay(20);

}

// now turn off motors

digitalWrite(in1, LOW);

digitalWrite(in2, LOW);

digitalWrite(in3, LOW);

digitalWrite(in4, LOW);

}

void loop()

{

demoOne();

delay(1000);

demoTwo();

delay(1000);

}

ENA插帽不用拔掉，通過IN1和IN2輸入PWM控制電機轉動的方向和

轉速。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ros怎么跑小车_如何搭建ROS小车底盘（一）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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