MicroPython開發(fā)實例之TurniBit開發(fā)板DIY自動窗簾模擬系統(tǒng)

ID:130183 · 發(fā)表于 2018-6-25 15:26

一、準備工作
üTurnipBit 開發(fā)板一塊
ü下載數(shù)據(jù)線一條
ü微型步進電機（28BYJ-48）一個
ü步進電機驅(qū)動板（ULN2003APG）一塊
ü光敏傳感器一個
üTurnipBit 擴展板一塊
ü接入網(wǎng)絡(luò)的電腦一臺
ü在線可視化編程器
<http://turnipbit.com/PythonEditor/editor.html>

二、步進電機的介紹
本次實驗采用的是28BYJ-48 四相八拍電機，電壓DC5V~12V。
24BYJ48名稱的含義：
24：電機外徑24mm
B：步進電機中步字的拼音首字母
Y：永磁中永字的拼音首字母
J：減速的減字拼音首字母
48：四相8步

實物圖

工作原理
步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機，是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件，應(yīng)用極為廣泛。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的�？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。

28BYJ-48 步進電機參數(shù)表

上表中啟動頻率≥550 P.P.S（每秒脈沖數(shù)），意思是要想正常啟動，需要單片機每秒至少給出550個步進脈沖。那么每一節(jié)拍需要持續(xù)的時間就是1S/550≈1.8ms，所以控制節(jié)拍刷新的速率應(yīng)大約1.8ms。

驅(qū)動原理
當連續(xù)不斷的給電機發(fā)送控制脈沖時，電機就會不斷的轉(zhuǎn)動。每一個脈沖信號對應(yīng)步進電機的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，對應(yīng)轉(zhuǎn)子就會轉(zhuǎn)過一定的角度（步距角）。當通電狀態(tài)的改變完成一個循環(huán)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距。
四相步進電機可以在不同的通電方式下運行，常見的通電方式：
四拍（單相繞組通電）：A-B-C-D-A…
雙四拍（雙相繞組通電）：AB-BC-CD-DA-AB-...
八拍： A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A…

三、器件的連接
1、將步進電機白色接頭插到驅(qū)動板對應(yīng)的座子上。
2、TurnipBit對應(yīng)插入擴展板，記住帶有LED燈和按鍵的一面朝向擴展板帶有針腳的一側(cè)。
3、將驅(qū)動板與TurnipBit擴展板連接起來。接線圖如下：
4、將光敏傳感器與TurnipBit擴展板連接起來。接線圖如下：

四、開始編程

1、之前的教程一直都是使用拖拽可視化編程，這種方式可以快速讓零基礎(chǔ)小伙伴入門，但是在實際項目或工作中，還是要直接敲代碼的。今天就給大家介紹一下TurnipBit的可視化編程器的另一項功能--代碼編程。
之前看過編程的小伙伴，不難發(fā)現(xiàn)，一打開編輯器首先進入的就是代碼編程器界面。如下圖：

2、接下來用代碼實現(xiàn)對步進電機的控制和光照數(shù)據(jù)的采集。
ü當光照變?nèi)鯐r，步進電機順時針旋轉(zhuǎn)一周，模擬關(guān)閉窗簾的操作；
ü當光照變強時，步進電機逆時針旋轉(zhuǎn)一周，模擬打開窗簾的操作；
完成源代碼：

# 在這里添加Python代碼
from microbit import *
Pin_All=[pin5,pin8,pin11,pin12]
#轉(zhuǎn)速(ms) 數(shù)值越大轉(zhuǎn)速越慢最小值1.8ms
speed=5
STEPER_ROUND=512 #轉(zhuǎn)動一圈(360度)的周期
ANGLE_PER_ROUND=STEPER_ROUND/360 #轉(zhuǎn)動1度的周期
isOpen=False#表示窗簾的狀態(tài) True:打開 False:關(guān)閉
def SteperWriteData(data):
count=0
for i in data:
Pin_All[count].write_digital(i)
count+=1
def SteperFrontTurn():
global speed
SteperWriteData([1,1,0,0])
sleep(speed)
SteperWriteData([0,1,1,0])
sleep(speed)
SteperWriteData([0,0,1,1])
sleep(speed)
SteperWriteData([1,0,0,1])
sleep(speed)
def SteperBackTurn():
global speed
SteperWriteData([1,1,0,0])
sleep(speed)
SteperWriteData([1,0,0,1])
sleep(speed)
SteperWriteData([0,0,1,1])
sleep(speed)
SteperWriteData([0,1,1,0])
sleep(speed)
def SteperStop():
SteperWriteData([0,0,0,0])
def SteperRun(angle):
global ANGLE_PER_ROUND
val=ANGLE_PER_ROUND*abs(angle)
if(angle>0):
for i in range(0,val):
SteperFrontTurn()
else:
for i in range(0,val):
SteperBackTurn()
SteperStop()
while True:
light=pin0.read_analog()#讀取光敏傳感器傳遞過來的模擬量數(shù)據(jù)
#數(shù)值越大說明光照度越小
if light>400:
if isOpen:
isOpen=False
SteperRun(-360)#光照小于設(shè)定的值，關(guān)閉窗簾
else:
if isOpen==False:
isOpen=True
SteperRun(360)#光照大于設(shè)定的值，打開窗簾

復(fù)制代碼

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