第八章 機器人實驗

鄧小榮啟雅發表於2018-03-21

第八章機器人實驗
運動機構,是智慧硬體的重要組成部分,有了它,我們才能製作出活動自如的作品,如機械手,機器人等等。
材料:舵機,微型直流減速電機
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1,舵機

1.1硬體

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紅色為電源,黑色為地線,另一根為資料線。 不同品牌略有差別,請注意分清。

1.2接線

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1.2程式

“高階”、“引腳”:
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定義P1腳為訊號線,直接寫入45度:
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舵機本來是用來控制方向的,比如飛機,小車,機械手腳,你也可以用它顯示溫度,亮度,時間等等:
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這個程式可以看到它的工作方式,在0到180度之間擺動:
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2,微型直流減速電機

2.1硬體

N20微型減速電機
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2.2 控制led發光

前面說過,bit的每個數字埠都可以輸出1和0,也就是電源正和地,這樣,就可以用它來控制各種電器。
比如,P2接一個led(發光二極體):
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就能控制led開關。

2.2 控制電機轉停

接一個電機,就能控制電機轉和停了。
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小強:沒有轉動!

確實轉不了。
原來,bit埠能提供的電流很小,幾個毫安,點亮led勉強可以,驅動電機就遠遠不夠,電機電流大約30毫安。所以, bit埠是不能直接控制電機的。

我們只能利用3伏電源提供電流,但通斷還是用埠控制,這就要用到三極體的開關作用:
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三極體基極b輸入高電平時,導通,電流從電源流過電機,電機轉動。
三極體基極b輸入低電平時,截止,電機停止。

2.3 控制電機轉速

停一會,轉一會,設定不同的暫停時間,就可以控制電機轉速:

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知識點: PWM脈衝寬度調製技術
這是因為,電機轉動是有慣性的,通過設定轉和停的時間比(佔空比),電機的整體速度就會改變,我們根本看不出有停的動作。這種調速方法,稱為PWM(Pulse Width Modulation)控制——脈衝寬度調製技術。
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bit本身就有PWM輸出:
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寫入的數值在0-1023之間,越大越快,0為停止。只限於P0-P4,P10,共6個埠!

控制led亮度也是同樣原理。

2.4控制電機方向

方案一:橋式電路
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通過埠輸出高低電平,控制三極體的導通和截止,從而控制橋的電流方向。

實際使用的時候,用分立件製作H橋式是很麻煩的,好在現在市面上有很多封裝好的H橋積體電路,接上電源、電機和控制訊號就可以使用了。常用的有L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。

方案二:電機驅動模組
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接線:
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邏輯真值表:
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3,簡易機器人

簡易機器人,用到兩個電機,一個萬向輪。
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motorA接右電機,motorB接左電機。
P3,P0控制左電機,P1,P2控制右電機。

P0=1,P3=0 左電機正轉
P0=0,P0=1 左電機反轉
P2=1,P1=0 右電機正轉
P2=0,P1=1 右電機反轉
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調速: 模擬寫入0-1023之間數值
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