MicroPython實(shí)戰(zhàn)之TurnipBit開發(fā)板旋轉(zhuǎn)按鈕控制脫機(jī)擺動(dòng)

ID:130183 · 發(fā)表于 2018-6-29 15:27

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />
?學(xué)習(xí)在PC機(jī)系統(tǒng)中擴(kuò)展簡(jiǎn)單I/O 接口的方法
?學(xué)習(xí)TurnipBit拼插編程
?了解舵機(jī)工作原理
?學(xué)習(xí)TurnipBit擴(kuò)展板舵機(jī)和旋轉(zhuǎn)按鈕接線方式

二、所需原器件：

?TurnipBit一塊
?TurnioBit擴(kuò)展板一塊
?杜邦線若干
?usb數(shù)據(jù)線一條
?舵機(jī)一個(gè)
?旋轉(zhuǎn)按鈕一個(gè)

三、實(shí)驗(yàn)原理：

1. 舵機(jī)的組成與參數(shù)
舵機(jī)，又稱伺服馬達(dá)，是一種具有閉環(huán)控制系統(tǒng)的機(jī)電結(jié)構(gòu)。舵機(jī)主要是由外殼、電路板、無核心馬達(dá)、齒輪與位置檢測(cè)器所構(gòu)成。其工作原理是由控制器發(fā)出PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)給舵機(jī)，經(jīng)電路板上的IC處理后計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)方向，再驅(qū)動(dòng)無核心馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，透過減速齒輪將動(dòng)力傳至擺臂，同時(shí)由位置檢測(cè)器（電位器）返回位置信號(hào)，判斷是否已經(jīng)到達(dá)設(shè)定位置，一般舵機(jī)只能旋轉(zhuǎn)180度。

舵機(jī)的接線
舵機(jī)有3根線，棕色為地，紅色為電源正，橙色為信號(hào)線，但不同牌子的舵機(jī)，線的顏色可能不同。

舵機(jī)的控制原理
舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是通過調(diào)節(jié)PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)的占空比來實(shí)現(xiàn)的。

占空比:
1.指高電平在一個(gè)周期之內(nèi)所占的時(shí)間比率。
2.正脈沖的持續(xù)時(shí)間與脈沖總周期的比值。例如:正脈沖寬度1μs,信號(hào)周期10μs的脈沖序列占空比為0.1。即：脈沖的寬度除以脈沖的周期稱為占空比。標(biāo)準(zhǔn)PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)的周期固定為20ms（50Hz），理論上脈寬分布應(yīng)在1ms到2ms之間，但是，事實(shí)上脈寬可由0.5ms到2.5ms之間，脈寬和舵機(jī)的轉(zhuǎn)角0°～180°相對(duì)應(yīng)。

四、接線方法：

TurnipBit擴(kuò)展板與發(fā)光二極管接口對(duì)應(yīng)如下表：

五、源代碼：

from microbit import *
#-----------
#github：https://github.com/microbit-playground/microbit-servo-class
#------------
class Servo:
def __init__(self, pin, freq=50, min_us=600, max_us=2400, angle=180):
self.min_us = min_us
self.max_us = max_us
self.us = 0
self.freq = freq
self.angle = angle
self.analog_period = 0
self.pin = pin
analog_period = round((1/self.freq) * 1000) # hertz to miliseconds
self.pin.set_analog_period(analog_period)
def write_us(self, us):
us = min(self.max_us, max(self.min_us, us))
duty = round(us * 1024 * self.freq // 1000000)
self.pin.write_analog(duty)
self.pin.write_digital(0) # turn the pin off
def write_angle(self, degrees=None):
degrees = degrees % 360
total_range = self.max_us - self.min_us
us = self.min_us + total_range * degrees // self.angle
self.write_us(us)
sv1 = Servo(pin1)
temp=0
while True:
#讀取旋轉(zhuǎn)按鈕傳入的值，范圍2~1023
read_val=pin0.read_analog()
#舵機(jī)旋轉(zhuǎn)180度，將1023分割成180份，約等于5.67
angle=round(read_val/5.67)
if (temp!=angle):
temp=angle
sv1.write_angle(angle)
sleep(60)

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