MicroPython實戰之TurnipBit開發板旋轉按鈕控制脫機擺動

ID:130183 · 發表于 2018-6-29 15:27

一、實驗目的：

?學習在PC機系統中擴展簡單I/O 接口的方法
?學習TurnipBit拼插編程
?了解舵機工作原理
?學習TurnipBit擴展板舵機和旋轉按鈕接線方式

二、所需原器件：

?TurnipBit一塊
?TurnioBit擴展板一塊
?杜邦線若干
?usb數據線一條
?舵機一個
?旋轉按鈕一個

三、實驗原理：

1. 舵機的組成與參數
舵機，又稱伺服馬達，是一種具有閉環控制系統的機電結構。舵機主要是由外殼、電路板、無核心馬達、齒輪與位置檢測器所構成。其工作原理是由控制器發出PWM（脈沖寬度調制）信號給舵機，經電路板上的IC處理后計算出轉動方向，再驅動無核心馬達轉動，透過減速齒輪將動力傳至擺臂，同時由位置檢測器（電位器）返回位置信號，判斷是否已經到達設定位置，一般舵機只能旋轉180度。

舵機的接線
舵機有3根線，棕色為地，紅色為電源正，橙色為信號線，但不同牌子的舵機，線的顏色可能不同。

舵機的控制原理
舵機的轉動的角度是通過調節PWM（脈沖寬度調制）信號的占空比來實現的。

占空比:
1.指高電平在一個周期之內所占的時間比率。
2.正脈沖的持續時間與脈沖總周期的比值。例如:正脈沖寬度1μs,信號周期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。標準PWM（脈沖寬度調制）信號的周期固定為20ms（50Hz），理論上脈寬分布應在1ms到2ms之間，但是，事實上脈寬可由0.5ms到2.5ms之間，脈寬和舵機的轉角0°～180°相對應。

四、接線方法：

TurnipBit擴展板與發光二極管接口對應如下表：

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:
#讀取旋轉按鈕傳入的值，范圍2~1023
read_val=pin0.read_analog()
#舵機旋轉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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MicroPython實戰之TurnipBit開發板旋轉按鈕控制脫機擺動