MicroPython实战之TurnipBit开发板旋转按钮控制脱机摆动

小小的森

    一、实验目的：

    ?学习在PC机系统中扩展简单I/O 接口的方法
    ?学习TurnipBit拼插编程
    ?了解舵机工作原理
    ?学习TurnipBit扩展板舵机和旋转按钮接线方式

    二、所需原器件：

    ?TurnipBit一块
    ?TurnioBit扩展板一块
    ?杜邦线若干
    ?usb数据线一条
    ?舵机一个
    ?旋转按钮一个

    三、实验原理：

    1. 舵机的组成与参数
    舵机，又称伺服马达，是一种具有闭环控制系统的机电结构。舵机主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。 其工作原理是由控制器发出PWM（脉冲宽度调制）信号给舵机，经电路板上的IC处理后计算出转动方向，再驱动无核心马达转动， 透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器（电位器）返回位置信号，判断是否已经到达设定位置，一般舵机只能旋转180度。


    舵机的接线
    舵机有3根线，棕色为地，红色为电源正，橙色为信号线，但不同牌子的舵机，线的颜色可能不同。

    舵机的控制原理
    舵机的转动的角度是通过调节PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比来实现的。

    占空比:
    1.指高电平在一个周期之内所占的时间比率。
    2.正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。例如:正脉冲宽度1μs,信号周期10μs的脉冲序列占空比为0.1。即：脉冲的宽度除以脉冲的周期称为占空比。标准PWM（脉冲宽度调制）信号的周期固定为20ms（50Hz），理论上脉宽分布应在1ms到2ms之间，但是，事实上脉宽可由0.5ms到2.5ms之间，脉宽和舵机的转角0°～180°相对应。

    四、接线方法：

    TurnipBit扩展板与发光二极管接口对应如下表：


    五、源代码：

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:
    #读取旋转按钮传入的值，范围2~1023
    read_val=pin0.read_analog()
    #舵机旋转180度，将1023分割成180份，约等于5.67
    angle=round(read_val/5.67)
    if (temp!=angle):
        temp=angle
        sv1.write_angle(angle)
        sleep(60)