平衡小车组件

一文带你学会编程平衡小车

近年来，平衡小车越来越受到人们的关注，它不仅是一个具有较高趣味性的玩具，还可以帮助学习者深入学习相关的机械、电子、编程等知识。下面，我们就来讲解一下如何编程平衡小车。

一、基础知识

在编程之前，我们需要了解一些基础知识，以便更好的理解后面的内容。

1. 电机：平衡小车通常由两个电机驱动，我们需要通过编程控制电机的转速和方向来调整平衡小车的前后倾斜。

2. 陀螺仪：平衡小车通过陀螺仪检测自身前后倾斜的角度，并传输数据给控制器，从而实现平衡。

3. 控制器：控制器是平衡小车的“大脑”，它负责接收陀螺仪传来的数据，并根据数据进行调整，从而控制电机的运动。

二、编写代码

在了解了基础知识之后，我们可以开始编写代码了。下面，我们以Arduino为例，讲解如何编程平衡小车。

1. 安装Arduino

在开始编程之前，我们需要先安装Arduino开发环境（IDE），你可以从官网上下载对应的版本，安装完毕后打开IDE，连接Arduino板和电脑。

2. 编写代码

打开IDE后，我们需要编写代码。我们需要在代码中定义输入输出端口，然后编写setup()和loop()两个函数，其中setup()函数用于初始化，loop()函数用于不断重复运行我们编写的代码。具体代码如下：

```

include

include

include

Adafruit_MotorShield mshield = Adafruit_MotorShield();

Adafruit_DCMotor* motor1 = mshield.getMotor(1);

Adafruit_DCMotor* motor2 = mshield.getMotor(2);

Adafruit_L3GD20 gyro;

void setup() {

mshield.begin();

motor1>setSpeed(0);

motor2>setSpeed(0);

gyro.begin(L3DS20_RANGE_250DPS);

}

void loop() {

float angle = gyro.readGyroY();

float setPoint = 0;

float error = setPoint angle;

float Kp = 1.0;

float output = Kp * error;

motor1>setSpeed(100 output);

motor2>setSpeed(100 output);

}

```

上面的代码中，我们引入了三个库：Wire.h、Adafruit_MotorShield.h和Adafruit_Sensor.h。第一行代码include 是I2C总线库文件的引用，其余两行则分别是控制各种模块和传感器的库文件。

在setup()函数中，我们初始化了电机和陀螺仪，在loop()函数中，则进行了PID控制，实现了平衡调节。

3. 上传代码

编写完代码后，我们需要将代码上传到Arduino板上。在IDE的工具栏中选择相应的板子和串口号，然后点击上传按钮即可。

三、调试

在上传代码之后，平衡小车应该已经能够基本平衡了。但是，由于陀螺仪的精度和电机的特性等因素，平衡小车很可能还存在一些微调的问题。此时，我们需要通过调试来解决这些问题。

1. 调整PID参数

PID控制器中，Kp、Ki、Kd三个参数的取值对于平衡小车的