MicroPython開(kāi)發(fā)實(shí)例之TurniBit開(kāi)發(fā)板DIY自動(dòng)窗簾模擬系統(tǒng)

ID:130183 · 發(fā)表于 2018-6-25 15:26

一、準(zhǔn)備工作
üTurnipBit 開(kāi)發(fā)板一塊
ü下載數(shù)據(jù)線一條
ü微型步進(jìn)電機(jī)（28BYJ-48）一個(gè)
ü步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板（ULN2003APG）一塊
ü光敏傳感器一個(gè)
üTurnipBit 擴(kuò)展板一塊
ü接入網(wǎng)絡(luò)的電腦一臺(tái)
ü在線可視化編程器
<http://turnipbit.com/PythonEditor/editor.html>

二、步進(jìn)電機(jī)的介紹
本次實(shí)驗(yàn)采用的是28BYJ-48 四相八拍電機(jī)，電壓DC5V~12V。
24BYJ48名稱的含義：
24：電機(jī)外徑24mm
B：步進(jìn)電機(jī)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(shí)物圖

工作原理
步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制電機(jī)，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(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)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(yùn)行的。可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

28BYJ-48 步進(jìn)電機(jī)參數(shù)表

上表中啟動(dòng)頻率≥550 P.P.S（每秒脈沖數(shù)），意思是要想正常啟動(dòng)，需要單片機(jī)每秒至少給出550個(gè)步進(jìn)脈沖。那么每一節(jié)拍需要持續(xù)的時(shí)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(dòng)原理
當(dāng)連續(xù)不斷的給電機(jī)發(fā)送控制脈沖時(shí)，電機(jī)就會(huì)不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)。每一個(gè)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子就會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度（步距角）。當(dāng)通電狀態(tài)的改變完成一個(gè)循環(huán)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距。
四相步進(jìn)電機(jī)可以在不同的通電方式下運(yùn)行，常見(jiàn)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(jìn)電機(jī)白色接頭插到驅(qū)動(dòng)板對(duì)應(yīng)的座子上。
2、TurnipBit對(duì)應(yīng)插入擴(kuò)展板，記住帶有LED燈和按鍵的一面朝向擴(kuò)展板帶有針腳的一側(cè)。
3、將驅(qū)動(dòng)板與TurnipBit擴(kuò)展板連接起來(lái)。接線圖如下：
4、將光敏傳感器與TurnipBit擴(kuò)展板連接起來(lái)。接線圖如下：

四、開(kāi)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(mén)，但是在實(shí)際項(xiàng)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(xiàng)功能--代碼編程。
之前看過(guò)編程的小伙伴，不難發(fā)現(xiàn)，一打開(kāi)編輯器首先進(jìn)入的就是代碼編程器界面。如下圖：

2、接下來(lái)用代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制和光照數(shù)據(jù)的采集。
ü當(dāng)光照變?nèi)鯐r(shí)，步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周，模擬關(guān)閉窗簾的操作；
ü當(dāng)光照變強(qiáng)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周，模擬打開(kāi)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(dòng)一圈(360度)的周期
ANGLE_PER_ROUND=STEPER_ROUND/360 #轉(zhuǎn)動(dòng)1度的周期
isOpen=False#表示窗簾的狀態(tài) True:打開(kāi) 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(guò)來(lái)的模擬量數(shù)據(jù)
#數(shù)值越大說(shuō)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(kāi)窗簾

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