基于树莓派的白板自动清洁系统设计

1、基于树莓派的白板自动清洁系统设计摘要：为提高日常教学中白板擦除的效率，让板擦自动擦过白板，作者基于树莓派设计开发了导轨滑块数控白板自动清洁系统。该系统以小型白板为实验对象，采用树莓派3代b型进行开发，通过l298n型驱动板控制直流电机，使用python进行编程，控制驱动板输入电压从而控制电机，并引入了三个按键模块，精确控制擦白板过程，使白板擦除不再费时费力，解决了白板使用过程中的痛点。关键词：白板；自动清洁；智能控制；数字技术中图分类号：TP334文献标识码：A文章编号：1007-9416(2017)01-0139-02白板，是我们学习生活中的常见物品，而擦白板是一件费时费力的事情。有没有可能

2、运用技术手段，让白板上的字自动擦除？在科技老师的指导下，我们研究小组基于树莓派，设计由一种白板自动清洁系统，只要一按按钮，装置就会自动扫过白板，将上面的字擦得干干净净，从而给教学带来了便利。1总体方案设计主要材料：树莓派3代b型、L298n型驱动板、GA12-N20型减速直流电机、导轨两根、滑块两只、铝板横杆一根、纳米海绵擦、杜邦线等。制作过程：(1)在白板的上端和下端墙壁上分别装上导轨，并保持上、下两根导轨平行；(2)在上、下导轨上分别装上一块滑块；(3)在上、下滑块上安装电机，同时，将齿条固定到墙上的相应位置，以便电机齿轮沿着齿条转动来驱动滑块；(4)在上、下滑块间安装铝板横杆，横杆下放置

3、纳米海绵擦；(5)在白板的一侧放置开发板，驱动板和电机通过电线相连，开发板控制线和驱动板相连，开发板独立接5v电源，驱动板独立接12V电源。2编程及接线方法参考L298n型驱动板和树莓派的接线方法。(图1、图2)我们最终的接线如下：(图3)。L298n作为双h桥芯片，可以同时控制两部直流电机或一部步进电机，只需要控制in1-4的电压，就可以控制电机是否运行。我们将in1-4分别连接至树莓派上的gpio22,gpio23,gpio24,gpio25,通过python(2.7.9)程序进行电压控制，L298n控制板额外连接了12v电池盒。先用简单的程序进行测试。测试程序如下:importRPi.G

4、PIOasGPIOimporttimeGPIO.setmode(GPIO.BOARD)BTN1=32BTN2=36BTN3=38GPIO.setup(BTN1,GPIO.IN,pull_up_down=GPIO.PUD_UP)GPIO.setup(BTN2,GPIO.IN,pull_up_down=GPIO.PUD_UP)GPIO.setup(BTN3,GPIO.IN,pull_up_down=GPIO.PUD_UP)whileTrue:if(GPIO.input(BTN1)=0):print(xiangzuo)if(GPIO.input(BTN2)=0):print(ting)if(GPIO

5、.input(BTN3)=0):print(xiangyou)GPIO.cleanup()程序？y试正常，进入下一阶段。我们先测试了三个按键,按钮一端接地，即板上的gnd,按钮在按下时会接通地线，我们定义按键输曲线数据为btnl,btn2,btn3,分别接在开发板上gpio26,gpio27,gpio28,利用print语句测试按键反应，程序如下：importRPi.GPIOasGPIOimporttimeGPIO.setmode(GPIO.BOARD)INT1=31INT2=33INT3=35INT4=37GPIO.setup(INT1,GPIO.OUT)GPIO.setup(INT2,GP

6、IO.OUT)GPIO.setup(INT3,GPIO.OUT)GPIO.setup(INT4,GPIO.OUT)GPIO.cleanupGPIO.output(INT1,GPIO.HIGH)GPIO.output(INT2,GPIO.LOW)GPIO.output(INT3,GPIO.HIGH)GPIO.output(INT4,GPIO.LOW)time.sleep(5)GPIO.output(INT1,GPIO.LOW)GPIO.output(INT2,GPIO.LOW)GPIO.output(INT3,GPIO.LOW)GPIO.output(INT4,GPIO.LOW)GPIO.cle

7、anup在程序测试之后，我们引入了三个按钮，在电机程序中添加了相关控制补丁，修改后的程序为：(#后为注释)importRPi.GPIOasGPIOimporttimeGPIO.setmode(GPIO.BOARD)INT1=31INT2=33INT3=35INT4=37BTN1=32BTN2=36BTN2=38GPIO.setup(BTN1,GPIO.IN,pull_up_down=GPIO.PUD_UP)GPIO.setup(BTN2,GPIO.IN,pull_up_down=GPIO.PUD_UP)GPIO.setup(BTN3,GPIO.IN,pull_up_down=GPIO.PUD_

8、UP)GPIO.setup(INT1,GPIO.OUT)GPIO.setup(INT2,GPIO.OUT)GPIO.setup(INT3,GPIO.OUT)GPIO.setup(INT4,GPIO.OUT)whileTrue:if(GPIO.input(BTN1)=0):#电机正转print(xiangzuo)GPIO.output(INT1,GPIO.HIGH)GPIO.output(INT2,GPIO.LOW)GPIO.output(INT3,False)GPIO.output(INT4,False)time.sleep(2)GPIO.setmode(GPIO.BOARD)GPIO.set

9、up(INT1,GPIO.OUT)GPIO.setup(INT2,GPIO.OUT)GPIO.setup(INT3,GPIO.OUT)GPIO.setup(INT4,GPIO.OUT)if(GPIO.input(BTN2)=0):#?机反转print(ting)GPIO.output(INT1,GPIO.LOW)GPIO.output(INT2,GPIO.LOW)GPIO.output(INT3,False)GPIO.output(INT4,False)time.sleep(2)if(GPIO.input(BTN3)=0):#电机反转print(xiangyou)GPIO.output(INT1,GPIO.LOW)GPIO.output(INT2,GPIO.HIGH)GPIO.output(INT3,False)GPIO.output(INT4,False)time.sleep(2)GPIO.cleanup()3使用操作方法(1)将开发板通过usbmicro(普通安卓充电口)接口通电。