一、概述
目前安装的灯开关常安置在墙壁上,每次开关灯需要起身到开关跟前才能够进行开关灯,十分麻烦。故而旨在设计一款可以借助手机APP操控的自动开关灯装置,同时不需拆装原有开关,直接在原有开关上面添加即可,便捷实用。
开关灯功能通过舵机的摆动来实现,摆动角度通过测试得到;
为了增强体验感,在面板上方增加三个触摸按钮,可以保证手触碰开关灯功能
为了不影响原有开关及减小占据体积,装置需要适应原有开关进行设计。
二、设计内容
三、实物拼装
四、控制系统搭建
图 舵机控制器实物图
PWM,即Pulse-width modulation,是用占空比不同的方波来模拟“模拟输出”的一种方式,舵机的转动角度是通过调节PEM(脉冲宽度调制)信号的占空比来实现的。需要使用ARArduino上的PWM口控制。
电压舵机供电5-7v,接受高一点的电压;逻辑电路电压:3-5V;通信接口:使用i2c通信,就是SCL、SDA引脚;其中SCL接A5,SDA接A4
OE反使能脚:这个引脚低电平使能,不接的话模块内部默认已经接地使能了,所以正常使用可以不接。
学习资料:https://learn.adafruit.com/16-channel-pwm-servo-driver?view=all
3.蓝牙模块接线
RX接TX,TX接RX,VCC接5V,GND接GND
4.触摸开关
—接GND,+接5V,S接信号端(D3-D13),此处接D4、D6、D10.
5.SG90舵机连线
舵机信号线分别接2、4、7,按颜色匹配接口。
五、程序编写
- void setup() {
- // put your setup code here, to run once:
- Serial.begin(38400);
- }
-
- void sendcmd()
- {
- Serial.println("AT");
- while(Serial.available())
- {
- char ch;
- ch = Serial.read();
- Serial.print(ch);
- } // Get response: OK
- delay(1000); // wait for printing
-
-
- Serial.println("AT+NAME=Sonny");
- while(Serial.available())
- {
- char ch;
- ch = Serial.read();
- Serial.print(ch);
- }
- delay(1000);
-
- Serial.println("AT+ADDR?");
- while(Serial.available())
- {
- char ch;
- ch = Serial.read();
- Serial.print(ch);
- }
- delay(1000);
-
- Serial.println("AT+PSWD=2113");
- while(Serial.available())
- {
- char ch;
- ch = Serial.read();
- Serial.print(ch);
- }
- delay(1000);
-
- /*Serial.println("AT+PSWD?");
- while(Serial.available())
- {
- char ch;
- ch = Serial.read();
- Serial.print(ch);
- }
- delay(1000);*/
-
- }
-
-
- void loop() {
- sendcmd();
- }
链接:https://pan.baidu.com/s/1nwniWXiRJ5x7yIPrK--Iuw
提取码:xp1t
常用编程语句:
(1)设置频率
- setPWMFreq(freq)
- eg: pwm.setPWMFreq(1000); // set the PWM frequency to the maximum value of 1000Hz
- Description: 用来调节PWM频率,范围 freq:40-1000Hz
(2)设置高低脉宽
- 以下示例将导致通道15从低电平开始,在脉冲中高达25%左右
- (在4096中打勾1024),转换回脉冲的低75%(勾选3072),并保持低位
- 对于最后25%的脉冲:
- eg: setPWM(15, 1024, 3072);
(3)
- Example 1: (assumes that the LED0 output is used and
- (delay time) + (PWM duty cycle) 100 %)
- Delay time = 10 %; PWM duty cycle = 20 % (LED on time = 20 %; LED off time = 80 %).
- Delay time = 10 % = 409.6 ~ 410 counts = 19Ah.
- Since the counter starts at 0 and ends at 4095, we will subtract 1, so delay time = 199h
- counts.
- LED0_ON_H = 1h; LED0_ON_L = 99h (LED start turn on after this delay count to 409)
- LED on time = 20 % = 819.2 ~ 819 counts.
- LED off time = 4CCh (decimal 410 + 819 1 = 1228)
- LED0_OFF_H = 4h; LED0_OFF_L = CCh (LED start turn off after this count to 1228)
- /***************************************************
- 这是16通道PWM和伺服驱动器的一个例子,驱动16个伺服电机
- ****************************************************/
- #include <Wire.h> //16路舵机控制板头文件
- #include <Adafruit_PWMServoDriver.h> //16路舵机控制板头文件
- Adafruit_PWMServoDriver pwm = Adafruit_PWMServoDriver();//以这种方式调用,它使用默认地址0x40。
- //Adafruit_PWMServoDriver pwm = Adafruit_PWMServoDriver(0x41);//也可以用不同的地址调用它
- void setServoPulse(uint8_t n, double pulse); //以秒为单位设置脉冲长度函数
- void pwm_text(); //16路舵机控制板测试函数,效果是来回转动,16路同时
-
- /*根据你的伺服制作,脉冲宽度最小和最大可能变化,你想要这些尽可能小大而不碰到
- 硬停止,对于最大范围。你必须调整它们以匹配你的伺服系统!*/
- #define SERVOMIN 102 //这是“最小”脉冲长度计数(在4096中)
- #define SERVOMAX 408 //这是“最大”脉冲长度计数(在4096中)
- void setup() {
- Serial.begin(9600);
- Serial.println("16 channel Servo test!");
- pwm.begin();
- pwm.setPWMFreq(60); //设置频率60Hz 可用50Hz 40-1000//测试对电机的速度没有影响
- }
- /********************主函数********************/
- void loop() {
- pwm_text(); //16路舵机控制板测试函数,效果是来回转动,16路同时
- }
- /********************************************/
- void pwm_text(){ //16路舵机控制板测试函数,效果是来回转动,16路同时
- //每次驱动一个伺服驱动器
- for (uint16_t pulse = SERVOMIN; pulse < SERVOMAX; pulse++)
- {
- pwm.setPWM(15, 0, pulse); //pulse翻译为脉冲
- }
- delay(500);
-
- for (uint16_t pulse = SERVOMAX; pulse > SERVOMIN; pulse--)
- {
- pwm.setPWM(15, 0, pulse); //pulse翻译为脉冲
- }
- delay(500);
- }
- //如果您想以秒为单位设置脉冲长度,则可以使用此函数。
- //例如SET伺服脉冲(0,0.001)是一个1毫秒的脉冲宽度,但不精确!
- void setServoPulse(uint8_t n, double pulse) //以秒为单位设置脉冲长度函数
- {
- double pulselength;//精度浮点数
- pulselength = 1000000; // 1,000,000 us per second 每秒100万
- pulselength /= 60; // 60 Hz
- Serial.print(pulselength); Serial.println(" us per period");
- pulselength /= 4096; // 12 bits of resolution 12位分辨率
- Serial.print(pulselength); Serial.println(" us per bit");
- pulse *= 1000;
- pulse /= pulselength;
- Serial.println(pulse);
- pwm.setPWM(n, 0, pulse);
- }
- pwm.setPWMFreq(1000)
(2)
- pwm.setPWM(15, 1024, 3072)
(3)
- #include <Wire.h>
- #include <Adafruit_PWMServoDriver.h>
- //默认地址 0x40
- Adafruit_PWMServoDriver pwm = Adafruit_PWMServoDriver();
- //9g舵机 高电平宽度在20ms内通过控制脉冲宽度范围0.5ms~2.5ms
- #define SERVOMIN 102 // this is the 'minimum' pulse length count (out of 4096) 0度
- #define SERVOMAX 512 // this is the 'maximum' pulse length count (out of 4096) 180度
- void setup() {
- Serial.begin(9600);
- Serial.println("16 channel Servo test!");
- pwm.begin();
- pwm.setPWMFreq(50); //频率 50Hz,最高60Hz
- }
- void setServoPulse(uint8_t n, double pulse) {
- double pulselength;
- pulselength = 1000000; // 1,000,000 us per second
- pulselength /= 50; // 50 Hz
- Serial.print(pulselength); Serial.println(" us per period");
- pulselength /= 4096; // 12 bits of resolution
- Serial.print(pulselength); Serial.println(" us per bit");
- pulse *= 1000;
- pulse /= pulselength;
- Serial.println(pulse);
- pwm.setPWM(n, 0, pulse);
- }
- //设置9g舵机角度
- void servo_9g_write(uint8_t n,int Angle)
- {
- double pulse = Angle;
- pulse = pulse/90 + 0.5;
- setServoPulse(n,pulse);//0到180度映射为0.5到2.5ms
- }
- void loop()
- {
- unsigned char serialRead;
- if (Serial.available() > 0)
- {
- serialRead = Serial.read();
- servo_9g_write(2,serialRead);//控制第1路度数
- servo_9g_write(4,serialRead);//控制第2路度数
- servo_9g_write(7,serialRead);//控制第3路度数
- }
- }
六、运行测试
简易版程序运行
- #include <Servo.h>
- Servo myservo1; // 创建一个舵机对象,左侧灯开关
- Servo myservo2; // 创建一个舵机对象,中间灯
- Servo myservo3; // 创建一个舵机对象,右侧灯开关
- void setup()
- {
- pinMode(10,INPUT); //设置引脚 10 为输入模式,左开关
- pinMode(6,INPUT); //设置引脚 6 为输入模式 ,中间开关
- pinMode(4,INPUT); //设置引脚 4 为输入模式
- Serial.begin(9600); //设置波特率为9600
- myservo1.attach(2); // 将引脚9上的舵机与声明的舵机对象连接起来
- myservo3.attach(12); // 将引脚9上的舵机与声明的舵机对象连接起来
- myservo2.attach(3); // 将引脚9上的舵机与声明的舵机对象连接起来
- }
- void loop()
- {
- // put your main code here, to run repeatedly:
- delay(200); //延时200毫秒
- while(Serial.available())
- {
- char c=Serial.read();
- Serial.println(c);
- if(c=='0')
- {
- Serial.println("BT is ready!");
- for(int pos = 0; pos < 45; pos += 1){ // 舵机从0°转到180°,每次增加1°
- myservo1.write(pos); // 给舵机写入角度
- delay(15); // 延时15ms让舵机转到指定位置
- }
- }
- if(c=='1')
- {
- for(int pos = 45; pos>=1; pos-=1) { // 舵机从180°转回到0°,每次减小1°
- myservo1.write(pos); // 写角度到舵机
- delay(15); // 延时15ms让舵机转到指定位置
- }
- }
- if(c=='2')
- {
- Serial.println("BT is ready!");
- for(int pos = 0; pos < 180; pos += 1){ // 舵机从0°转到180°,每次增加1°
- myservo2.write(pos); // 给舵机写入角度
- delay(15); // 延时15ms让舵机转到指定位置
- }
- }
- if(c=='3')
- {
- for(int pos = 180; pos>=1; pos-=1) { // 舵机从180°转回到0°,每次减小1°
- myservo2.write(pos); // 写角度到舵机
- delay(15); // 延时15ms让舵机转到指定位置
- }
- }
- if(c=='4')
- {
- Serial.println("BT is ready!");
- for(int pos = 0; pos < 180; pos += 1){ // 舵机从0°转到180°,每次增加1°
- myservo3.write(pos); // 给舵机写入角度
- delay(15); // 延时15ms让舵机转到指定位置
- }
- }
- if(c=='5')
- {
- for(int pos = 180; pos>=1; pos-=1) { // 舵机从180°转回到0°,每次减小1°
- myservo3.write(pos); // 写角度到舵机
- delay(15); // 延时15ms让舵机转到指定位置
- }
- }
- }
- }