ساخت ربات تشخیص مانع با آردوینو و سنسور اولتراسونیک HC-SR04: راهنمای کامل مبتدی (فارسی)

قطعات و ابزارهای لازم (BOM)

مراحل ساخت گام به گام

مرحله ۱ — مونتاژ شاسی و نصب موتورها

شاسی ۲WD معمولاً شامل دو تخته اکریلیک، دو موتور DC گیربکس‌دار، دو چرخ لاستیکی، یک چرخ جلویی آزاد (Caster Wheel) و پیچ و مهره است. موتورها را طبق راهنمای کیت در کنارهای تخته پایین پیچ کنید. دقت کنید موتور چپ و راست را از هم جدا نگه دارید — در کد به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

مرحله ۲ — نصب برد Arduino Nano و L298N

Arduino Nano را روی تخته بالایی شاسی با دوطرف‌چسب یا پایه پیچ نصب کنید. L298N را کنارش قرار دهید. سیم‌های موتور چپ را به خروجی OUT1/OUT2 و موتور راست را به OUT3/OUT4 وصل کنید. توجه: جهت موتور بعداً با کد قابل تنظیم است؛ الان فقط وصل کنید.

مرحله ۳ — نصب HC-SR04 در جلوی ربات

سنسور HC-SR04 باید دقیقاً رو به جلو و موازی با زمین نصب شود. می‌توانید آن را با دوطرف‌چسب یا براکت پلاستیکی جلوی شاسی ببندید. اگر سروو SG90 دارید، آن را زیر سنسور نصب کنید تا سنسور بتواند چپ و راست را هم اسکن کند.

مرحله ۴ — سیم‌کشی کامل

جدول اتصالات:

مرحله ۵ — آپلود کد

Arduino IDE را باز کنید، برد را روی Arduino Nano و پروسسور را روی ATmega328P (Old Bootloader) تنظیم کنید. کد زیر را کپی کنید و آپلود کنید:

کد کامل

// ربات تشخیص مانع با HC-SR04 و L298N
// پروژه آموزشی — Project Leon

const int TRIG = 9;
const int ECHO = 10;
const int IN1  = 5;
const int IN2  = 6;
const int IN3  = 7;
const int IN4  = 8;
const int ENA  = 3;   // PWM برای سرعت موتور چپ
const int ENB  = 11;  // PWM برای سرعت موتور راست

const int STOP_DIST   = 20;  // سانتی‌متر — اگر کمتر از این شد، بایست
const int SPEED_FULL  = 200; // 0–255
const int SPEED_TURN  = 180;

float getDistance() {
  digitalWrite(TRIG, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG, LOW);
  long duration = pulseIn(ECHO, HIGH, 25000); // timeout 25ms
  if (duration == 0) return 400; // سنسور چیزی ندید — مسیر باز
  return duration * 0.0343 / 2.0;
}

void moveForward() {
  analogWrite(ENA, SPEED_FULL); analogWrite(ENB, SPEED_FULL);
  digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW);
}

void stopMotors() {
  analogWrite(ENA, 0); analogWrite(ENB, 0);
  digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW);
}

void turnRight() {
  analogWrite(ENA, SPEED_TURN); analogWrite(ENB, SPEED_TURN);
  digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);  // موتور چپ جلو
  digitalWrite(IN3, LOW);  digitalWrite(IN4, HIGH); // موتور راست عقب
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(TRIG, OUTPUT);
  pinMode(ECHO, INPUT);
  pinMode(IN1, OUTPUT); pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT); pinMode(IN4, OUTPUT);
  pinMode(ENA, OUTPUT); pinMode(ENB, OUTPUT);
  Serial.println("Robot ready!");
}

void loop() {
  float d = getDistance();
  Serial.print("Distance: "); Serial.print(d); Serial.println(" cm");

  if (d < STOP_DIST) {
    stopMotors();
    delay(300);
    turnRight();
    delay(500);
    stopMotors();
    delay(100);
  } else {
    moveForward();
  }
  delay(50);
}

چک‌لیست تست و تیون

ایده‌های ارتقا

• اضافه کردن سروو SG90 برای چرخش سنسور و اسکن چپ/راست قبل از تصمیم‌گیری
• افزودن سنسور IR برای تشخیص لبه میز (Cliff Detection)
• نمایش فاصله روی صفحه OLED 128×64
• اضافه کردن ماژول HC-05 Bluetooth برای نظارت از گوشی
• جایگزین کردن L298N با BTS7960 برای موتورهای قوی‌تر

ویدئوهای آموزشی

منابع بیشتر (فارسی اول)

• آپارات: ربات تشخیص مانع آردوینو
• ویرگول: آموزش HC-SR04
• Last Minute Engineers: HC-SR04 Tutorial
• Arduino Project Hub: Obstacle Avoidance