Arduino 循线小车：学校项目完整教程

循线小车怎么做：准备四个部分 — 带两个 TT 电机的 2WD 底盘、两个朝下安装、负责读黑线的红外传感器、负责做决定的 Arduino Uno，以及负责转动电机的 L298N。两个传感器都看到白色就直走；哪边的传感器看到黑色，小车就往哪边转。

循线小车是怎么工作的？

循线小车（也叫巡线机器人）沿着白色表面上的黑线行走，逻辑非常简单。两个红外传感器装在车头，一个在线的左边，一个在右边。只要两个都看到白色，小车就一直直走 — 黑线正好在正中间。

当小车偏离时，其中一个传感器会”踩到”黑线。Arduino 停掉同一边的电机，小车就转回线上。这种方法叫 bang-bang control（开关式控制）— 没有复杂的数学，非常适合 RBT（中学设计与工艺课）和 FYP（毕业设计）项目。

左传感器	右传感器	小车动作
白色	白色	直走
黑色	白色	向左转
白色	黑色	向右转
黑色	黑色	停止（终点线或十字路口）

需要哪些零件？

2WD 底盘套件已经包含两个 TT 电机、车轮、万向轮和螺丝 — 你只需要加上大脑（Arduino Uno）、电机驱动（L298N）、两个红外传感器和电源。全部都在这份清单里。

一个重要提醒：2WD 底盘套件里 TT 电机的焊片需要先焊上电线，才能接到 L298N。两分钟的活 — 如果没焊过，跟着我们的如何焊接排针教程做，技巧是一样的。

L298N 在循线小车里做什么？

L298N 是双 H桥电机驱动模块 — 它能同时驱动两个直流电机，还能分别改变每个电机的转向。Arduino 的引脚扛不动电机电流，所以 L298N 充当中间人：Arduino 发逻辑指令，L298N 从电池供大电流。

每个电机的方向由一对 IN 引脚按下表控制（IN1/IN2 管电机 A，IN3/IN4 管电机 B）：

IN1	IN2	电机 A
LOW	LOW	停止
HIGH	LOW	正转（前进）
LOW	HIGH	反转（后退）
HIGH	HIGH	停止

速度则通过 ENA 和 ENB 引脚控制。模块出厂时这两个引脚都插着跳线帽 — 跳线帽插着，电机就只会全速转。拔掉 ENA 和 ENB 的跳线帽，接到 Arduino 的 PWM 引脚，analogWrite() 才能通过改变 PWM 占空比来调速。循线小车必须能调速 — 全速几乎肯定会冲出线外。

关于电压：L298N 用的是双极型晶体管，根据 ST L298 数据手册，电池到电机之间会有大约 1.8–2.5V 的压降。用两节 18650 电池（标称 7.4V），电机实际拿到大约 5–5.6V — 刚好匹配额定 3–6V 的 TT 电机。这就是为什么 2×18650 + L298N 是学校机器人的经典配方。

加分项：保留 5V-EN 跳线帽（板载稳压器），因为我们的供电低于 12V — L298N 的 5V 端子会输出 5V，可以直接通过 5V 引脚给 Arduino Uno 供电，Arduino 不需要另外配电池。只有供电超过 12V 时，才需要拔掉这个跳线帽。注意：用 USB 线上传代码时，先拔掉 L298N 接到 Arduino 的 5V 电线（或拔掉电池）— 不要让 USB 和 L298N 同时给 5V 引脚供电。

红外传感器怎么读黑线？

这种 FC-51 红外传感器其实是反射式传感器：黑色 LED 发射红外光，旁边透明的 LED 等待反射回来的光。做循线小车时，传感器要朝下安装，离地大约 1–2cm。白色表面反射红外线的效果很好；黑色胶带会把它吸收掉。

传感器下方的表面	红外反射	输出（OUT）
白色	有反射	LOW（低电平）（检测到反射时输出低电平，active LOW）
黑色胶带	被吸收，无反射	HIGH（高电平）

注意这个逻辑跟多数人的直觉是反的：白色反光 → OUT 低电平（LOW），黑线吸收 → 高电平（HIGH），也就是低电平代表白色、高电平代表黑色。这是小车”自作主张乱跑”的头号原因 — 下面的代码已经用了正确的逻辑。

传感器上蓝色方形的微调电位器用来调灵敏度，这也是整个项目最关键的一步。流程是这样：把传感器放在白色表面上方的实际安装高度，慢慢转动电位器，直到指示 LED 稳定亮起。然后把小车推到黑色胶带上 — LED 必须熄灭。反复调整，直到两种状态都稳定一致，两个传感器都要做一遍。

所有零件怎么接线？

这台小车的接线看着多，其实很有条理 — L298N 就是中间的枢纽。左电机接 OUT1/OUT2 端子，右电机接 OUT3/OUT4，电池接 12V 和 GND 端子，所有控制信号都来自 Arduino。

从	引脚 / 电线	接到
18650 电池盒（2 节）	红线（+）	L298N 12V 端子
	黑线（−）	L298N GND 端子 + Arduino GND（必须共地）
L298N	5V 端子	Arduino 5V 引脚（5V-EN 跳线帽保留）
L298N 控制引脚	ENA（拔掉跳线帽）	Pin 5（PWM）
	IN1	Pin 7
	IN2	Pin 8
	IN3	Pin 9
	IN4	Pin 10
	ENB（拔掉跳线帽）	Pin 6（PWM）
左红外传感器	VCC	Arduino 5V
	GND	Arduino GND
	OUT	Pin 2
右红外传感器	VCC	Arduino 5V
	GND	Arduino GND
	OUT	Pin 3

底盘套件附带的 4xAA 电池盒可以用来做简单测试，但 18650 双节电池盒配两节锂电池在负载下电压稳得多 — 小车不会跑到一半就”犯困”。

双传感器小车的完整 Arduino 代码是什么？

这段 Arduino 代码实现的就是 bang-bang 逻辑。注意 LAJU（马来语”速度”）设在 PWM 150 而不是 255 — 全速时，传感器还来不及反应，小车就已经冲过线了。先从 150 开始，赛道直线多的话再逐步往上加。

// 双传感器循线小车 - Arduino Uno + L298N
// 记住：这种红外传感器是 active LOW - LOW = 白色（有反射），HIGH = 黑色

const int SENSOR_KIRI  = 2;    // 左传感器 OUT
const int SENSOR_KANAN = 3;    // 右传感器 OUT

const int ENA = 5;             // 左电机 PWM 调速（跳线帽已拔掉）
const int IN1 = 7;
const int IN2 = 8;
const int IN3 = 9;
const int IN4 = 10;
const int ENB = 6;             // 右电机 PWM 调速（跳线帽已拔掉）

const int LAJU = 150;          // PWM 0-255；全速容易冲出线外

void setup() {
  pinMode(SENSOR_KIRI, INPUT);
  pinMode(SENSOR_KANAN, INPUT);
  pinMode(ENA, OUTPUT); pinMode(IN1, OUTPUT); pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(ENB, OUTPUT); pinMode(IN3, OUTPUT); pinMode(IN4, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);          // 打开 Serial Monitor 检查传感器读数
}

void jalanTerus() {
  digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);   // 左电机前进
  digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW);   // 右电机前进
  analogWrite(ENA, LAJU);
  analogWrite(ENB, LAJU);
}

void belokKiri() {
  analogWrite(ENA, 0);         // 左电机停止
  digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW);
  analogWrite(ENB, LAJU);      // 右电机推进 - 小车向左转
}

void belokKanan() {
  digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);
  analogWrite(ENA, LAJU);      // 左电机推进 - 小车向右转
  analogWrite(ENB, 0);         // 右电机停止
}

void berhenti() {
  analogWrite(ENA, 0);
  analogWrite(ENB, 0);
}

void loop() {
  // HIGH = 传感器看到黑色（无反射）
  bool kiriHitam  = (digitalRead(SENSOR_KIRI)  == HIGH);
  bool kananHitam = (digitalRead(SENSOR_KANAN) == HIGH);

  if (!kiriHitam && !kananHitam) {
    jalanTerus();              // 两边都白：黑线在中间
  }
  else if (kiriHitam && !kananHitam) {
    belokKiri();               // 左边压到线：向左转
  }
  else if (!kiriHitam && kananHitam) {
    belokKanan();              // 右边压到线：向右转
  }
  else {
    berhenti();                // 两边都黑：终点线 / 十字路口
  }
}

放上赛道之前，先把小车拿起来测试：白纸只放一边传感器下 — 比如只放在右传感器下面，悬空的左传感器会读到黑色，这时右轮应该转动。如果动作相反，多半是左右电机的电线在 L298N 端子上接反了。

赛道怎么做、传感器怎么调？

最便宜的经典学校赛道：黑色电工胶带（宽 18–19mm）贴在白色麻将纸或白板上。先做一个椭圆形赛道 — 在小车跑稳之前避免急弯。两个传感器之间的间距应该比胶带稍宽，大约 3–4cm，这样小车在线中间时，两个传感器都落在白色上。

接着在真正的赛道上重做一遍电位器调校流程，别在桌面上调 — 房间灯光和地板材质都会影响红外反射。打开 Serial Monitor，把两个传感器的读数打印出来，在实际安装高度确认白色 = LOW、黑色 = HIGH，再放车上路。

想看同样的组合装好后在赛道上跑？这个视频把 Arduino、L298N 和红外传感器的搭配从头演示到跑起来：

我们从真实顾客身上看到的常见错误

传感器装得太高

这是最常见的错误。在 4–5cm 的高度，传感器开始”看到”一大片区域的反射 — 连胶带旁边的地板也算进去 — 读数就变得毫无规律。保持离地 1–2cm，并确保两个传感器一样高。

ENA/ENB 跳线帽没拔

跳线帽还插着的话，analogWrite() 完全不起作用 — 电机全速转，小车每个弯都冲出去。如果你的小车快得离谱、完全无视代码里的 LAJU 值，先检查这两个跳线帽。

代码里传感器逻辑写反

很多人以为 HIGH = 检测到东西。对这种反射式传感器来说，LOW 才是”看到白色”。如果小车该停的时候在跑、或者一通电就往反方向转，把传感器读数打印到 Serial Monitor，对照上面的表格逐一核对。

Arduino 和 L298N 没有共地

PWM 和 IN 信号只有在 Arduino 和 L298N 共用同一个参考电位时才有意义。忘了把 Arduino 的 GND 接到 L298N 的 GND，电机就会行为诡异或者干脆不动 — 哪怕其他电线全都接对了。

常见问题

为什么我的小车在弯道冲出线外？

三个嫌疑对象：PWM 太高（降到 130–150 左右）、赛道弯太急超出双传感器逻辑的能力，或者电位器灵敏度还没在真正的赛道上调好。一个一个排查，先从速度开始。

可以用底盘套件附带的 4xAA 电池盒吗？

简单测试可以，但碱性电池的电压在负载下掉得很快 — L298N 再”吃掉”大约 2V 之后，电机只剩大约 3–4V。两节 18650 电池给的扭矩和速度要稳定得多。

为什么用 Arduino Uno 而不是 ESP32？

对不需要 WiFi 的双传感器逻辑来说，Uno 更省事：全 5V 系统（和传感器、L298N 电压一致）、引脚更耐折腾，而且学校示例代码几乎全是为 Uno 写的。完整对比请看 ESP32、ESP8266 和 Arduino Uno 对比。

为什么两个传感器都看到黑色时小车会停？

这是代码故意设计的 — 两个都是 HIGH 通常意味着横向的终点线或十字路口。如果想让小车直接穿过路口，把最后一个分支里的 berhenti() 改成 jalanTerus()，再观察它的表现。

除了比赛，这个项目还适合做什么？

它是 RBT 作品集和 FYP 的好底子，因为一台车就涵盖了传感器、电机驱动和控制逻辑。想做用到同样技能的第二个学校项目，可以试试雨感应自动晾衣架。

最后更新：2026年8月。有问题？WhatsApp 联系我们。