DIY超声波测距平衡小车 采用Arduino Nano控制模块（开源）

本方案采用超声波测距模块作为小车平衡状态的检测，免去了对加速度、陀螺仪传感器的理解和复杂处理算法。小车的平衡控制仍然采用网络上流行的Arduino开源硬件，再加上电机驱动模块 L298N，电机仍然采用TT马达（香蕉电机）。

该方案为了降低成本，采用电位器调整设定小车的平衡参数，不使用蓝牙无线模块或有线串口在线调整参数。

硬件设计

硬件设计比较简单，以Arduino Nano为核心控制模块，采用HC-SR04超声波测距模块，L298N电机驱动模块，供电采用7.4V/2200mAh锂电池。图中三个10K电位器分别用于平衡点设置、PD算法中Kp和Kd系数设置的调整。

电路原理图如下所示：

图中J1为HC-SR04超声波测距模块，J2、J3为L298N模块，Arduino Nano为核心控制模块，MG1、MG2分别为左右电机。

遥控超声自平衡小车视频

该方案利用PWM的输出值近似计算出车速，再用速度PD计算出平衡距离修订值，从而实现小车的速度给定。该方案的优势与用速度PD计算出PWM修订值不同，换上真实速度传感器，即可在变化的坡度上实现超声自平衡小车的平衡。

坡度动态改变时的超声自平衡小车视频（拆了门板做的测试）

平面与坡度上的超声自平衡小车

附件内容包含：

• 超声波测距平衡小车设计文档
• 超声波测距平衡小车器件采购清单
• 超声自平衡小车程序
• 串口调试助手程序