实操考题(共1题，共100分) 1. 主题：姿态传感器控制步进电机 通过MPU6050姿态传感器控制步进电机的转动角度。 器件：ESP32主控板、MPU6050姿态传感器1个、步进电机1个、步进电机驱动器1个及相关器件，以上部件均可采用分立器件。 任务要求： (1) 系统启动后，步进电机处于静止状态，此时步进电机的位置为中间位置； (2) 用手单击触碰传感器T0引脚，步进电机向左旋转90度后，回到中间位置后停止； (3) 再次用手单击触碰传感器T0引脚，步进电机向右旋转90度后，回到中间位置后停止； (4) 通过MPU6050姿态传感器的姿态角控制步进电机，自行决定采用俯仰角、偏航角、滚转角其中之一来控制步进电机的转动角度。并将所采用姿态角的当前数值输出到串口监视器； (5) 当姿态角的角度值为0度时，步进电机处于中间位置； (6) 当姿态角的角度值为90度时，步进电机处于右转90度位置； (7) 当姿态角的角度值为-90度时，步进电机处于左转90度位置； (8) 步进电机运动采用梯形加减速控制； (9) 程序采用C代码编写； (10) 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()); }
正确答案：参考实现（ESP32 C）：MPU6050+步进电机(AccelStepper)。启动电机中间位置静止。触摸T0第一次电机左转90°回中间停；再触摸右转90°回中间停。用MPU6050姿态角(俯仰/偏航/滚转任一)控制：角度0°中间，90°右转90°，-90°左转90°，输出角度到串口。步进用setAcceleration/setMaxSpeed梯形加减速+moveTo/run。核心：MPU6050姿态角+步进梯形加减速。
试卷来源：202303 青少年等级考试机器人实操真题六级