arduino、DCモーター、モータ制御シールドを用いたプログラムの修正について

Question

//HC-SR04を設定
#define trigPin A4
#define echoPin A5
//2つのモーターを定義
#include <AFMotor.h>
AF_DCMotor motor1 (1);
AF_DCMotor motor4 (4);
//間隔、距離
long duration;
int distance;


void setup(){
//HC-SR04を設定
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  Serial.begin(9600);
//モータのスピードを設定する
  motor1.setSpeed(200);
  motor4.setSpeed(200);
//モータを停止させる
  motor1.run(RELEASE);
  motor4.run(RELEASE);
}
//HC-SR04で距離を測定する
void loop(){
  uint8_t i;
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = duration*0.034/2;
//距離が25センチ以上の時は前進、それ以下の場合はモータ4を逆回転させる
  if (distance >= 25){
    motor1.run(FORWARD);
    motor4.run(FORWARD);
  }else{
    motor1.run(FORWARD);
    motor4.run(BACKWARD);
  }
 

  delay(1);
}
```arduino　にモーター制御シールドをつけ、DCモータ２個と超音波距離センサーを接続して、障害物を回避する車を作るためのプログラムを作成いたしました。
プログラムはエラーはなく、実際にarduinoに転送して動作もできております。
お伺いしたことは、以下に記したプログラムをさらに簡易にすることができるのかということです。
プログラムとしては、前進する車が、25チの障害物があると片方のモータを逆回転させながら方向を変えるというものです。
修正点や改善点を教えていただければと願います。
どうぞ宜しくお願い致します。

Comments

[y_waiwai]

提示のコードはどういう動作をするんでしょうか
まずはそれを詳しく説明しましょう

[jake0228]

プログラムに説明を追加いたしました。
どうぞ宜しくお願い致します。

Answer 1

さらに簡易にすることができるのか

多少無駄な部分があるので削除はできます。

uint8_t i;
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(5);

この3行は無駄です。削除して良いです。

Serial.begin(9600);

もシリアル通信はしていないので不要です。

pinMode(echoPin, INPUT);

これもAVRマイコンならINPUTがデフォルト値なので不要

ただし、それらがあっても、ほぼ何も邪魔はしません。
それよりも、本質的にもっとちゃんと動作するように気を使った方が良いです。
それでいくら長いスケッチになったとしても。

例えば

duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

これだと、壁等の反射物が何もない環境だと、1秒（デフォルト値）でタイムアウトになり
0を返します。
つまり、周囲に何もない環境で行えば、何も障害物がなくても障害物を避ける動作をする事になるでしょう。
(まぁ、これで「正しく動作する」というのだから、そういった環境で行っているのでしょうけど。)

なので、

duration = pulseIn(echoPin, HIGH ,3000);//3msで約50cm
if(duration==0)duration=50;

のように適当なタイムアウト値を設定した方が良いです。
また、、

delay(1);

HC-SR04のデータシートによれば、サンプリングレートは60msになっています。
1msでどうなるのかは試したことが無いのでどうなるかは判らないですけど、ちゃんとデータシートの値を参考に組むべきです。
つまり、

delay(60);

が適当でしょう。

※車の方の動作に関しては実際の速度やセンサーの設置位置、使用環境が判らないのでノーコメントです。

Comments

[jake0228]

ありがとうございます。
とても貴重なご指摘をいただき感謝いたします。
ご指摘のように、障害物がないときに避ける動作が起こっておりました。
タイムアウトを設定する方法につきましてご教授くださりありがとうございます。
また、データシートを確認することについてもありがとうございます。
修正させていただきます。
簡易的なプログラムがベストではないことを理解いたしました。
ありがとうございました。
他にも改善すべきことがございましたらご指導いただければと願います。
どうぞ宜しくお願い致します。

[nac_tnk]

超音波センサについてはそんなところだと思います。
おおよそ0.06sちょっとでループが回る事になると思います。

後は車の動きになるので具体的な事は言えません。
ただ、センサの検知範囲外で車体(の端)が障害物に当たるような動きなら
> motor1.run(FORWARD);
> motor4.run(BACKWARD);
の後にちょっとディレイを入れるとか（或いは最初からある角度にまがるだけのディレイを入れるとか）じゃないですかね。
何れにしても動かしながら、或いはCADにでも書きながら検討する事だと思います。

[jake0228]

ありがとうございます。
センサが感知した時に、その場で回るのではなく、後進するプログラムを追加いたしました。ご指摘のように検知範囲外でのぶつかりが多くなってしまっておりました。ご助言に深く感謝いたします。プログラムを組むことについて、まだ始めたばかりで色々なサイトを参考として作っておりました。まずはセンサでコントロールすことが目標でした。今後はさらに検知力をあげること、動作の改善ができることを学んでいきたいと思います。コメントをいただき、多くのことを考える視点をいただきました。本当にありがとうございました。

Answer 2

これ以上簡易にはできません。
いろいろ不具合箇所がありますが、これをどうにかしようとすると、コード規模が大きくなります

現状で正常に動作しているなら、そのままでいいかとおもいます

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• センサ入力

現状のコードでは、センサ入力値を直接比較してモータの回転を決めてますが、これはまずいです
そもそもセンサ入力値というのは、常にノイズの影響を受け、ある程度の幅で上下する値が出てきます。
これを直接比較してモータの回転を決めるとなると、とある一瞬だけセンサが検出（２５センチ以下？）する、ということが多発します
これをどうにかするには、センサの入力値をバッファリングしてある程度の幅で平滑化し、その値を持ってモータの回転方向を決める、ということをする必要が出てきます

他にもいくつか修正点がありますが、とりあえずセンサ値の問題をあげました。
がんばってください

Comments

[jake0228]

ありがとうございます。
ベストアンサーとさせていただきました。
もし、可能でございましたら、不具合箇所について、ご指摘いただけないでしょうか。学習させていただきたいと願います。
どうぞ宜しくお願い致します。