STM32 Mbed CodeIDE (7/8): kawalan kedudukan servo

Sesetengah keluaran perlu bergerak, bukan sekadar menyala. Servo digunakan apabila pengawal perlu menunjuk, membuka, mengemudi, mengunci atau meletakkan sesuatu pada kedudukan yang boleh diulang. Dalam pelajaran ini, anda akan menghubungkan arahan kedudukan servo dengan bacaan potensiometer.

PWM untuk LED mengubah kecerahan purata. Servo juga menggunakan denyutan berulang, tetapi nilai penting ialah lebar denyut:

- kira-kira 700 mikrosaat: satu hujung anggaran pergerakan
- kira-kira 1500 mikrosaat: tengah
- kira-kira 2300 mikrosaat: hujung anggaran pergerakan yang satu lagi

Dalam Mbed, isyarat servo dihasilkan dengan PwmOut. servo.period_ms(20) menetapkan tempoh ulangan 20 ms biasa, dan servo.pulsewidth_us(...) menukar lebar denyutan tinggi yang ditafsirkan oleh servo sebagai kedudukan.

Sudut mekanikal sebenar boleh berbeza. Pelajaran ini sengaja menggunakan julat latihan konservatif 700-2300 us, yang berada dalam julat lebih luas yang pernah diuji pada persediaan jauh ini. Jangan arahkan nilai di luar 700-2300 us. Jika lengan bergetar berterusan, kelihatan menekan hentian mekanikal atau tidak stabil selepas bergerak, hentikan ujian dan beritahu pengajar; jangan luaskan julat.

Tugas anda ialah untuk menunjukkan hubungan terkawal: nilai potensiometer rendah menghasilkan satu kedudukan, manakala nilai tinggi menghasilkan kedudukan lain yang jelas berbeza dan keluaran bersiri sepadan dengan pemetaan anda.

Kamera mungkin menunjukkan servo hanya sebagai lengan kecil pada papan latihan. Anggap angle sebagai anggaran yang dikira oleh kod anda. Bukti terkuat ialah gabungan pulse_us bersiri, anggaran sudut bersiri, dan perubahan ketara dalam kedudukan servo luas.

Senarai semak pin dan bukti untuk pelajaran ini:

- Output isyarat servo: PA_15
- Potensiometer yang digunakan kemudian: Pot. pot2 -> PC_1
- Bukti bersiri yang diperlukan: pulse_us
- Bukti kamera: perubahan kedudukan servo luas, bukan sudut yang diukur dengan tepat

#include "mbed.h"

PwmOut servo(PA_15);

void set_servo_us(int pulse_us) {
    servo.pulsewidth_us(pulse_us);
}

int main() {
    servo.period_ms(20);
    printf("Servo three-position test start\n");

    while (true) {
        set_servo_us(700);
        printf("pulse_us=700 position=low\n");
        ThisThread::sleep_for(2000ms);

        set_servo_us(1500);
        printf("pulse_us=1500 position=middle\n");
        ThisThread::sleep_for(2000ms);

        set_servo_us(2300);
        printf("pulse_us=2300 position=high\n");
        ThisThread::sleep_for(2000ms);
    }
}

Isi tiga baris, satu bagi setiap lebar nadi tetap: 700 us, 1500 us dan 2300 us. Lebar nadi ialah nombor dalam mikrosaat (us); Kedudukan bercetak ialah label tepat pada konsol; dan Pergerakan atau kedudukan yang diperhatikan ialah penerangan umum daripada kamera. Jika gerakan tidak jelas, pilih tidak jelas dan huraikan perkara yang dapat dilihat tanpa mereka-reka sudut tepat. Biarkan baris tambahan yang tidak digunakan kosong sepenuhnya.

Sekarang petakan bacaan AnalogIn pada PC_1 kepada sudut anggaran dan lebar nadi. Gunakan peluncur Pot. pot2 yang dipetakan kepada PC_1.

#include "mbed.h"

AnalogIn pot(PC_1);
PwmOut servo(PA_15);

int main() {
    servo.period_ms(20);
    printf("Potentiometer servo control start\n");

    while (true) {
        float reading = pot.read();
        int percent = (int)(reading * 100.0f);
        int angle = (int)(reading * 180.0f);
        // TODO 1: gantikan 700 dengan pemetaan penuh 700-2300 us.
        int pulse_us = 700;

        // TODO 2: gantikan 700 dengan pembolehubah pulse_us yang dipetakan.
        servo.pulsewidth_us(700);

        printf("percent=%d angle=%d pulse_us=%d\n",
               percent,
               angle,
               pulse_us);
        ThisThread::sleep_for(500ms);
    }
}

Isi tiga kes yang diperlukan: kedudukan potensiometer rendah, tengah dan tinggi. Peratus bersiri mempunyai unit %; Anggaran sudut bersiri ialah nilai yang dikira dalam darjah, bukan ukuran kamera; Lebar nadi bersiri berada dalam mikrosaat (us); dan medan kamera hanya merekodkan kedudukan umum. Biarkan mana-mana baris tambahan yang tidak digunakan kosong sepenuhnya.