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4.3 Servo in Movimento¶

Un Servo è un dispositivo basato sulla posizione noto per la sua capacità di mantenere angoli specifici e fornire una rotazione precisa. Questo lo rende molto desiderabile per i sistemi di controllo che richiedono regolazioni angolari costanti. Non sorprende che i Servo abbiano trovato ampio impiego in giocattoli radiocomandati di fascia alta, dai modelli di aeroplani alle repliche di sottomarini e ai sofisticati robot radiocomandati.

In questa intrigante avventura, ci sfideremo a manipolare il Servo in un modo unico: facendolo oscillare! Questo progetto offre una brillante opportunità per approfondire le dinamiche dei Servo, affinare le tue abilità nei sistemi di controllo precisi e acquisire una comprensione più profonda del loro funzionamento.

Sei pronto a far danzare il Servo al tuo ritmo? Iniziamo questo emozionante viaggio!

Componenti Necessari

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome	OGGETTI IN QUESTO KIT	LINK
ESP32 Starter Kit	320+	ESP32 Starter Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link qui sotto.

INTRODUZIONE AI COMPONENTI	LINK PER L’ACQUISTO
ESP32 Scheda	ACQUISTA
Estensione Fotocamera ESP32	ACQUISTA
Cavi Jumper	ACQUISTA
Servo	ACQUISTA

Pin Disponibili

Ecco un elenco dei pin disponibili sulla scheda ESP32 per questo progetto.

Pin Disponibili

IO13, IO12, IO14, IO27, IO26, IO25, IO33, IO32, IO15, IO2, IO0, IO4, IO5, IO18, IO19, IO21, IO22, IO23

Schema

Cablaggio

Il filo arancione è il segnale ed è collegato a IO25.
Il filo rosso è VCC ed è collegato a 5V.
Il filo marrone è GND ed è collegato a GND.

Codice

Nota

Apri il file 4.3_swinging_servo.py situato nel percorso esp32-starter-kit-main\micropython\codes, oppure copia e incolla il codice in Thonny. Successivamente, fai clic su «Esegui lo script corrente» o premi F5 per eseguirlo.
Assicurati di selezionare l’interprete «MicroPython (ESP32).COMxx» nell’angolo in basso a destra.

import machine
import time

# Crea un oggetto PWM (Pulse Width Modulation) sul pin 25
servo = machine.PWM(machine.Pin(25))

# Imposta la frequenza del segnale PWM a 50 Hz, comune per i servomotori
servo.freq(50)

# Definisci una funzione per la mappatura degli intervalli
def interval_mapping(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

# Definisci una funzione per impostare un angolo al servo
def servo_write(pin, angle):

    pulse_width = interval_mapping(angle, 0, 180, 0.5, 2.5) # Calcola la larghezza dell'impulso
    duty = int(interval_mapping(pulse_width, 0, 20, 0, 1023))     # Calcola il ciclo di lavoro
    pin.duty(duty) # Imposta il ciclo di lavoro del segnale PWM

# Create an infinite loop
while True:
    # Loop through angles from 0 to 180 degrees
    for angle in range(180):
        servo_write(servo, angle)
        time.sleep_ms(20)

    # Loop through angles from 180 to 0 degrees in reverse
    for angle in range(180, -1, -1):
        servo_write(servo, angle)
        time.sleep_ms(20)

Quando esegui questo codice, il servo si muoverà continuamente avanti e indietro tra 0 e 180 gradi.

Come funziona?

Importa le librerie necessarie: machine per controllare l’hardware del microcontrollore e time per aggiungere ritardi.
import machine import time

Crea un oggetto PWM (Pulse Width Modulation) sul pin 25 e imposta la sua frequenza a 50 Hz, comune per i servomotori.

# Crea un oggetto PWM (Pulse Width Modulation) sul pin 25
servo = machine.PWM(machine.Pin(25))

# Imposta la frequenza del segnale PWM a 50 Hz, comune per i servomotori
servo.freq(50)

Definisci una funzione interval_mapping per mappare i valori da un intervallo a un altro. Questa sarà utilizzata per convertire l’angolo nella corrispondente larghezza dell’impulso e ciclo di lavoro.
def interval_mapping(x, in_min, in_max, out_min, out_max): return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min
Definisci una funzione servo_write che prende un oggetto PWM e un angolo come input. Calcola la larghezza dell’impulso e il ciclo di lavoro in base all’angolo dato, e quindi imposta l’uscita PWM di conseguenza.
def servo_write(pin, angolo): pulse_width = interval_mapping(angolo, 0, 180, 0.5, 2.5) # Calcola la larghezza dell'impulso duty = int(interval_mapping(pulse_width, 0, 20, 0, 1023)) # Calcola il ciclo di lavoro pin.duty(duty) # Imposta il ciclo di lavoro del segnale PWM
- In questa funzione, viene chiamata interval_mapping() per mappare l’intervallo di angoli 0 ~ 180 all’intervallo di larghezza dell’impulso 0,5 ~ 2,5ms.
- Perché è 0,5~2,5? Questo è determinato dal modo di funzionamento del Servo.
- Successivamente, converti la larghezza dell’impulso da periodo a duty.
- Poiché duty() non può avere decimali quando utilizzato (il valore non può essere di tipo float), abbiamo utilizzato int() per forzare il duty ad essere convertito in un tipo int.

Crea un ciclo infinito con due loop annidati.

while True:
    # Loop through angles from 0 to 180 degrees
    for angle in range(180):
        servo_write(servo, angle)
        time.sleep_ms(20)

    # Loop through angles from 180 to 0 degrees in reverse
    for angle in range(180, -1, -1):
        servo_write(servo, angle)
        time.sleep_ms(20)
Il primo loop annidato itera attraverso gli angoli da 0 a 180 gradi, e il secondo loop annidato itera attraverso gli angoli da 180 a 0 gradi al contrario.

In ogni iterazione, la funzione servo_write viene chiamata con l’angolo corrente e viene aggiunto un ritardo di 20 millisecondi.