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A25518. 主题:姿态传感器交互步进电机左右摆动器件:ESP32主控、MPU6050模块、按键模块、电位器模块、步进电机驱动模块、步进电机。以上模块也可以采用分立器件结合面包板进行搭建。任务要求:步进电机自中间位置左右循环摆动,摆动的角度通过MPU6050模块的俯仰角或滚转角控制。当MPU6050模块处于水平位置时,单侧摆动角度为0度,步进电机处于静止状态;当MPU6050模块处于垂直位置时,单侧摆动角度为…

填空题 困难

题目描述

主题:姿态传感器交互步进电机左右摆动

器件:ESP32主控、MPU6050模块、按键模块、电位器模块、步进电机驱动模块、步进电机。以上模块也可以采用分立器件结合面包板进行搭建。

任务要求:步进电机自中间位置左右循环摆动,摆动的角度通过MPU6050模块的俯仰角或滚转角控制。当MPU6050模块处于水平位置时,单侧摆动角度为0度,步进电机处于静止状态;当MPU6050模块处于垂直位置时,单侧摆动角度为180度。具体任务要求如下:

(1) 装置通电启动后,步进电机处于静止状态;

(2) 点击按键,步进电机开始自检。自检方式为:步进电机顺时针转动90度后停止,然后逆时针旋转180度后停止,再顺时针旋转90度回到初始位置后停止。自检完毕,装置进入工作状态;

(3) 进入工作状态后,步进电机随着MPU6050模块的转动开始左右循环摆动;

(4) 当MPU6050处于水平位置时,步进电机处于静止状态,此时摆动角度为0度;

(5) 沿X轴或Y轴转动MPU6050模块,当模块处于45度位置时,步进电机单侧摆动角度为90度;当模块处于垂直(90度)位置时,步进电机单侧摆动角度为180度;

(6) 步进电机的转动采用梯形加减速控制;

(7) 程序采用Arduino C/C++代码编写,不得使用外部库调用;

(8) 未作规定处可自行处理,无明显与事实违背即可。

说明:请考生在考试结束前,按照如下要求提交相关文件。

(1) 将程序放在一个文件夹中,压缩为1个“rar或zip”格式文件,并命名为:DJKS6_身份证号,大小5M以下;

(2) 将程序文件通过“上传附件”按钮进行上传;

(3) 程序编写过程中不得打开其它示例程序,如发现,实操成绩按照0分处理。

参考资料:

AccelStepper类库头文件和相关类库函数如下,供参考。

头文件:AccelStepper.h
类库对象:AccelStepper(mode, pin1,pin2,pin3,pin4)
成员函数:
setAcceleration(val); //设置步进电机转动时的加速度
setMaxSpeed(val); //设置步进电机转动的最大允许速度
setSpeed(val); //设置步进电机恒定转动时的速度值
runSpeed();                   //启动步进电机以设定的速度值恒定转动
currentPosition(); //返回当前的位置值
moveTo(val); //设置步进电机运转的目标位置
run(); //启动步进电机按照设定的加速度和最大速度运转
setCurrentPosition(val); //设置当前位置为指定值
distanceToGo(val);  //返回当前位置到目标位置之间的脉冲数
教材所使用类库MPU6050_tockn-1.5.2的例程如下,供参考。
#include
#include  
MPU6050 mpu6050(Wire);
void setup() {
    Serial.begin(9600);
    Wire.begin();    
    mpu6050.begin();
    mpu6050.calcGyroOffsets(true);  
}

void loop() {
    mpu6050.update();  
    Serial.print("angleX : ");
    Serial.print(mpu6050.getAngleX());  
    Serial.print("\tangleY : ");
    Serial.print(mpu6050.getAngleY());  
    Serial.print("\tangleZ : ");
    Serial.println(mpu6050.getAngleZ());  
}

参考答案

评分项: 1. 器件及器件连接(20分) 2. 功能实现(80分) (1) 通电后,步进电机处于静止状态;(10分) (2) 点击按键,步进电机完成自检动作;(20分) (3) 步进电机实现了左右循环摆动;(20分) (4) 在左右循环摆动的基础上,实现了通过MPU6050模块控制步进电机摆动的角度;(10分) (5) 在左右循环摆动的基础上,实现了旋转MPU6050模块控制摆动角度,当MPU6050模块处于水平位置时,步进电机处于静止状态,此时单侧摆动角度为0度;(10分) (6) 在左右循环摆动的基础上,实现了旋转MPU6050模块控制摆动角度,当MPU6050模块处于垂直位置时,步进电机的单侧摆动角度为180度。(10分)
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