プロジェクト14：ライントラッキングタンク

(1)概要：

前のプロジェクトでは、スマートカーを特定のスペース内で移動させる方法を紹介しました。このプロジェクトでは、これまでに学んだ知識を活用して、ライントラッキングスマートカーを作成します。実験では、ライントラッキングセンサーを使用してスマートカーの周囲に黒線があるかどうかを検出し、その検出結果に基づいて2つのモーターの回転を制御することで、スマートカーが黒線に沿って移動できるようにします。

ライントラッキングスマートカーの具体的なロジックを以下の表に示します：

センサー	検出内容
中央のライントラッキングセンサー	黒線を検出：ハイレベル 白線を検出：ローレベル
左のライントラッキングセンサー	黒線を検出：ハイレベル 白線を検出：ローレベル
右のライントラッキングセンサー	黒線を検出：ハイレベル 白線を検出：ローレベル

条件1	条件2	動作
中央のライントラッキングセンサーが 黒線を検出	左のライントラッキングセンサーが黒線を検出 かつ 右のセンサーが白線を検出	左回転 PWMを200に設定
中央のライントラッキングセンサーが 黒線を検出	左のライントラッキングセンサーが白線を検出 かつ 右のセンサーが黒線を検出	右回転 PWMを200に設定
中央のライントラッキングセンサーが 黒線を検出	左右両方のライントラッキングセンサーが白線を検出 または 左右両方が黒線を検出	前進
中央のライントラッキングセンサーが 白線を検出	左のライントラッキングセンサーが黒線を検出 かつ 右のセンサーが白線を検出	左回転 PWMを200に設定
中央のライントラッキングセンサーが 白線を検出	左のライントラッキングセンサーが白線を検出 かつ 右のセンサーが黒線を検出	右回転 PWMを200に設定
中央のライントラッキングセンサーが 白線を検出	左右両方のライントラッキングセンサーが白線を検出 または 左右両方のライントラッキングセンサーが黒線を検出	停止

(2)フローチャート：

(3)配線図：

(4)テストコード：

（注意： コードをアップロードする前にBluetoothモジュールを接続しないでください。コードのアップロードもシリアル通信を使用するため、Bluetoothシリアル通信と競合が発生し、アップロードが失敗する可能性があります。）

/*
  Keyestudio Mini Tank Robot V3 (Popular Edition)
  lesson 14
  Line track tank
  http://www.keyestudio.com
*/

//ライントラッキングセンサーの配線
#define L_pin  11  //左
#define M_pin  7  //中央
#define R_pin  8  //右
#define ML_Ctrl 4  //左モーターの方向制御ピンを定義
#define ML_PWM 6   //左モーターのPWM制御ピンを定義
#define MR_Ctrl 2  //右モーターの方向制御ピンを定義
#define MR_PWM 5   //右モーターのPWM制御ピンを定義
int L_val, M_val, R_val;

void setup()
{
  Serial.begin(9600); //ボーレートを9600に設定
  pinMode(L_pin, INPUT); //ライントラッキングセンサーの全ピンを入力モードに設定
  pinMode(M_pin, INPUT);
  pinMode(R_pin, INPUT);
  pinMode(ML_Ctrl, OUTPUT);
  pinMode(ML_PWM, OUTPUT);
  pinMode(MR_Ctrl, OUTPUT);
  pinMode(MR_PWM, OUTPUT);
}

void loop () 
{
  L_val = digitalRead(L_pin); //左センサーの値を読み取る
  M_val = digitalRead(M_pin); //中央センサーの値を読み取る
  R_val = digitalRead(R_pin); //右センサーの値を読み取る
  if (M_val == 1) { //中央センサーが黒線を検出
    if (L_val == 1 && R_val == 0)  //左で黒線を検出し、右では検出しない場合、左折
    {
      Car_left();
    }
    else if (L_val == 0 && R_val == 1)  //右で黒線を検出し、左では検出しない場合、右折
    {
      Car_right();
    }
    else  //それ以外の場合、前進
    {
      Car_front();
    }
  }
  else  //中央センサーが黒線を検出しない
  {
    if (L_val == 1 && R_val == 0)  //左で黒線を検出し、右では検出しない場合、左折
    {
      Car_left();
    }
    else if (L_val == 0 && R_val == 1)  //右で黒線を検出し、左では検出しない場合、右折
    {
      Car_right();
    }
    else  //それ以外の場合、停止
    {
      Car_Stop();
    }
  }
}

//前進
void Car_front()
{
  digitalWrite(MR_Ctrl, HIGH);
  analogWrite(MR_PWM, 100);
  digitalWrite(ML_Ctrl, HIGH);
  analogWrite(ML_PWM, 100);
}

//後退
void Car_back()
{
  digitalWrite(MR_Ctrl, LOW);
  analogWrite(MR_PWM, 150);
  digitalWrite(ML_Ctrl, LOW);
  analogWrite(ML_PWM, 150);
}

//左折
void Car_left()
{
  digitalWrite(MR_Ctrl, HIGH);
  analogWrite(MR_PWM, 100);
  digitalWrite(ML_Ctrl, LOW);
  analogWrite(ML_PWM, 150);
}

//右折
void Car_right()
{
  digitalWrite(MR_Ctrl, LOW);
  analogWrite(MR_PWM, 150);
  digitalWrite(ML_Ctrl, HIGH);
  analogWrite(ML_PWM, 100);
}

//停止
void Car_Stop()
{
  digitalWrite(MR_Ctrl, LOW);
  analogWrite(MR_PWM, 0);
  digitalWrite(ML_Ctrl, LOW);
  analogWrite(ML_PWM, 0);
}

(5)テスト結果：

テストコードのアップロードが成功し、電源を入れると、スマートカーは黒線に沿って移動します。