机器人制作开源方案 | 莲花灯

1. 功能描述

莲花灯是一款基于莲花形象设计的机器人，本文示例将用两种模式来实现莲花灯的亮灭功能。

自主模式：用光强传感器控制莲花灯的灯叶开合。暗光情况下灯叶打开，灯亮；强光情况下灯叶闭合，灯灭。

遥控模式：采用蓝牙串口模块控制灯叶开合。灯叶打开，灯亮；灯叶闭合，灯灭。

2. 结构说明

莲花灯采用"探索者"结构件搭建、辅以外观设计而成，由曲柄摇杆机构和平行四连杆机构构成一个二级升降机构，通过杠杆来控制莲花灯的开合。

莲花灯的灯叶开合主要是由膨胀机构来控制的，膨胀轮是整个结构的核心部分，这种结构的优点是可实现收缩和膨胀，从而来控制灯叶的开合。
膨胀轮

3. 电子硬件

在这个示例中，我们采用了以下硬件，请大家参考：

电路连接：

① 灯带：连在Bigfish扩展板的D9、D10接口上

② 舵机：连在Bigfish扩展板的D4端口上

③ 蓝牙串口模块：安装在Bigfish扩展坞上

④ 光强传感器：连在Bigfish扩展板的A0端口上

4. 功能实现

4.1自主模式

编程环境：Arduino 1.8.19

下面提供一个实现暗光情况下灯叶打开，灯亮；强光情况下灯叶闭合，灯灭的参考程序（light.ino）：

java 复制代码

/*------------------------------------------------------------------------------------

  版权说明：Copyright 2023 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.

           Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at

           https://opensource.org/licenses/MIT

           by 机器谱 2023-10-25 https://www.robotway.com/

  ------------------------------*/

/*

* Light测试例程

* 2018/04/17

* ------------------------------------

* 接线：

*    灯带：9、10

*    舵机：4

*    蓝牙：Bigfish扩展坞

*    光强：A0

* ------------------------------------

* 功能：

*    控制模式：蓝牙控制灯叶开合

*    自主模式：光强传感器控制灯叶开合

*   

*    灯叶打开，灯亮；灯叶闭合，灯灭

*/

#include <ServoTimer2.h>

#include "light.h"

ServoTimer2 myServo;

int servo_port = 4;       //定义舵机引脚

int sensor_port = A0;     //定义光强传感器引脚

int servo_value = 1550;   //定义舵机初始值 PWM

/*

int open_angle = 1150;    //灯叶打开时舵机的值

int close_angle = 1550;   //灯叶闭合时舵机的值

*/

void setup() {

  Serial.begin(9600);

  PortInit();

  myServo.write(servo_value);

  delay(1000);

}

void loop() {

  /*Bluetooth Mode*/   

  if(SerialRead() == '1'){

    Serial.println("Bluetooth Mode");

    while(true){

      switch(SerialRead()){

        case '2':

          Serial.println("OPEN");

          ServoGo(1150);   //OPEN

        break;

        case '3':

          Serial.println("CLOSE");

          ServoGo(1550);   //CLOSE

        break;

        default:break;

      }

     

      if(SerialRead() == '4') {

        Serial.println("Auto Mode");

        break;

      }

    }

  }

 

  /* Auto Mode*/

  AutoMode();  

}

/*端口初始化*/

void PortInit(){

  pinMode(sensor_port, INPUT);

  pinMode(servo_port, OUTPUT);

  pinMode(9, OUTPUT);

  pinMode(10, OUTPUT);

  digitalWrite(9, LOW);

  digitalWrite(10, LOW);

  myServo.attach(servo_port);

}

/*串口控制*/

char SerialRead(){

  char c;

  while(Serial.available()) {

    c = Serial.read();  

  }

  return c;

}

/*自主模式*/

void AutoMode(){

  if(digitalRead(sensor_port)){   //亮光下，光强返回值1，灯叶闭合，灯光关闭

    ServoGo(1550);

  }

  if(!digitalRead(sensor_port)){   //黑暗中，光强返回0，灯叶打开，灯光开启

    ServoGo(1150);

  }

}

/*舵机控制*/

void ServoGo(int where){   //舵机控制函数，参数：目标角度

  int delta = where - servo_value;    //delta < 0: OPEN ; delta > 0: CLOSE

  if(delta == 0) return;

  float light_value = delta < 0 ? 0 : 255;   

  int diff = delta < 0 ? -1 : 1;

 

  for(int i=0;i<abs(delta);i++){

    servo_value += diff;

    if(delta < 0){

      light_value += 0.65;   //0.65 (255 / delta);

      if(light_value > 255) light_value = 255;

    }else if(delta > 0){

      light_value -= 0.65;

      if(light_value < 0) light_value = 0;

    }

   

    LightState(&light_value);  

    myServo.write(servo_value);

    delay(10);  

  }

}

/*灯光控制*/

void LightState(float * value){

  analogWrite(9, *value);

  analogWrite(10, 0);

}

4.2遥控模式

APP设置：将文末资料中的"BLE_SPP_PRO.apk"安装到手机中。

① 搜索蓝牙

② 连接蓝牙

③ 模式选择

④ 按键设置

⑤ 各按键发送值

5. 资料清单

①程序源代码

②样机3D文件
资料下载链接：莲花灯-概述