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電子工程系車用電子與資訊組
教學(4)
移動控制
吳錫修
September 1, 2017
shapethefuture
 安培右手定則
直流馬達原理 1/2
2 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 弗萊明左手定則 (電動機定則)
直流馬達原理 2/2
3 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
(NS)
shapethefuture
 CPU散熱風扇
 USB風扇
 遙控車
 四軸飛行器
生活科技應用實例
4 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 減速直流馬達
 額定電壓:直流6V
 空載轉速:200RPM (revolutions per minute)±10%
 齒輪比1:48
 轉向並提高扭力 (減低轉速)
mBot直流馬達模組 1/2
5...
shapethefuture
 預設左側馬達連接到mCore馬達連接埠1,右側馬達連接到mCore
馬達連接埠2
mBot直流馬達模組 2/2
6 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
右側
左側
shapethefuture
 正轉
 反轉
直流馬達正反轉控制原理
7 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
VDD
OUT1 OUT2
IN1 (H) IN2 (L)
M
VDD
OUT1 OUT2
IN1 (L) I...
shapethefuture
 使用1KHz PWM (pulse width modulation) 調整DC馬達速度,但
無法精準控制轉速
直流馬達速度控制原理
8 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
最高速
靜止
低速
shapethefuture
 mBot輸子直徑6.5cm,輪子轉⼀圏6.5*3.14=20.41cm
 左右馬達同步控制指令
 左轉、右轉為原地旋轉方式
 mBot靜止時,需要較大啟動力矩,無法直接低速啟動,可先以高速
啟動後再降速
...
shapethefuture
 左右馬達個別控制指令
 mCore馬達連接埠1接左側馬達,馬達連接埠2接右側馬達
 控制指令
速度及方向控制 2/5
10 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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 前進:左右馬達轉速相同且大於0
 後退:左右馬達轉速相同且小於0
 停止:左右馬達轉速同時為0
速度及方向控制 3/5
11 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 右轉:左側馬達轉速>右側馬達轉速
 以右輪為支點右轉
 以左輪為支點右轉
 原地右旋轉
速度及方向控制 4/5
12 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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 左轉:左側馬達轉速<右側馬達轉速
 以左輪為支點左轉
 以右輪為支點左轉
 原地左旋轉
速度及方向控制 5/5
13 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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 功能要求
 按下按鈕後,mBot以75速度前進2秒,停止0.5秒後再以150速度後退1
秒,之後停止
 觀察車子移動情形,車子有回到原點嗎?
前後移動控制練習 1/3
14 Wu, ShyiShiou De...
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 程式流程
前後移動控制練習 2/3
15 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 參考程式
前後移動控制練習 3/3
16 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 功能要求
 按下按鈕後,mBot速度由50開始,每0.4秒加速20至250,持續1秒後,
每0.4秒減速20至50,之後停止
直線加減速控制練習 1/3
17 Wu, ShyiShiou Dept. of E...
shapethefuture
 程式流程
直線加減速控制練習 2/3
18 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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 參考程式
 建立speed變數
直線加減速控制練習 3/3
19 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 功能要求
 按下按鈕後,讓mBot以100速度繞正方形路徑⼀圈
 注意事項:需要測試並調整等待 (delay) 時間以控制旋轉角度
轉彎角度控制練習 1/3
20 Wu, ShyiShiou Dept. o...
shapethefuture
 程式流程
轉彎角度控制練習 2/3
21 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 參考程式
轉彎角度控制練習 3/3
22 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
須調校延遲時間
shapethefuture
 功能要求
 按下按鈕後,利用左右馬達速度差方式讓mBot以S形前進
轉彎行進控制練習 1/3
23 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 程式流程
轉彎行進控制練習 2/3
24 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 參考程式
轉彎行進控制練習 3/3
25 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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mBot 教學4 移動控制

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Updated on September 1, 2017
1. 直流馬達正反轉與速度控制原理
2. mBot前後行進控制
3. mBot轉彎控制

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mBot 教學4 移動控制

  1. 1. 電子工程系車用電子與資訊組 教學(4) 移動控制 吳錫修 September 1, 2017
  2. 2. shapethefuture  安培右手定則 直流馬達原理 1/2 2 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  3. 3. shapethefuture  弗萊明左手定則 (電動機定則) 直流馬達原理 2/2 3 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. (NS)
  4. 4. shapethefuture  CPU散熱風扇  USB風扇  遙控車  四軸飛行器 生活科技應用實例 4 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  5. 5. shapethefuture  減速直流馬達  額定電壓:直流6V  空載轉速:200RPM (revolutions per minute)±10%  齒輪比1:48  轉向並提高扭力 (減低轉速) mBot直流馬達模組 1/2 5 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 轉向減速原理
  6. 6. shapethefuture  預設左側馬達連接到mCore馬達連接埠1,右側馬達連接到mCore 馬達連接埠2 mBot直流馬達模組 2/2 6 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 右側 左側
  7. 7. shapethefuture  正轉  反轉 直流馬達正反轉控制原理 7 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. VDD OUT1 OUT2 IN1 (H) IN2 (L) M VDD OUT1 OUT2 IN1 (L) IN2 (H) M
  8. 8. shapethefuture  使用1KHz PWM (pulse width modulation) 調整DC馬達速度,但 無法精準控制轉速 直流馬達速度控制原理 8 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 最高速 靜止 低速
  9. 9. shapethefuture  mBot輸子直徑6.5cm,輪子轉⼀圏6.5*3.14=20.41cm  左右馬達同步控制指令  左轉、右轉為原地旋轉方式  mBot靜止時,需要較大啟動力矩,無法直接低速啟動,可先以高速 啟動後再降速 速度及方向控制 1/5 9 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 正轉最高速 靜止 反轉最高速
  10. 10. shapethefuture  左右馬達個別控制指令  mCore馬達連接埠1接左側馬達,馬達連接埠2接右側馬達  控制指令 速度及方向控制 2/5 10 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  11. 11. shapethefuture  前進:左右馬達轉速相同且大於0  後退:左右馬達轉速相同且小於0  停止:左右馬達轉速同時為0 速度及方向控制 3/5 11 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  12. 12. shapethefuture  右轉:左側馬達轉速>右側馬達轉速  以右輪為支點右轉  以左輪為支點右轉  原地右旋轉 速度及方向控制 4/5 12 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  13. 13. shapethefuture  左轉:左側馬達轉速<右側馬達轉速  以左輪為支點左轉  以右輪為支點左轉  原地左旋轉 速度及方向控制 5/5 13 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  14. 14. shapethefuture  功能要求  按下按鈕後,mBot以75速度前進2秒,停止0.5秒後再以150速度後退1 秒,之後停止  觀察車子移動情形,車子有回到原點嗎? 前後移動控制練習 1/3 14 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  15. 15. shapethefuture  程式流程 前後移動控制練習 2/3 15 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  16. 16. shapethefuture  參考程式 前後移動控制練習 3/3 16 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  17. 17. shapethefuture  功能要求  按下按鈕後,mBot速度由50開始,每0.4秒加速20至250,持續1秒後, 每0.4秒減速20至50,之後停止 直線加減速控制練習 1/3 17 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  18. 18. shapethefuture  程式流程 直線加減速控制練習 2/3 18 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  19. 19. shapethefuture  參考程式  建立speed變數 直線加減速控制練習 3/3 19 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  20. 20. shapethefuture  功能要求  按下按鈕後,讓mBot以100速度繞正方形路徑⼀圈  注意事項:需要測試並調整等待 (delay) 時間以控制旋轉角度 轉彎角度控制練習 1/3 20 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  21. 21. shapethefuture  程式流程 轉彎角度控制練習 2/3 21 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  22. 22. shapethefuture  參考程式 轉彎角度控制練習 3/3 22 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 須調校延遲時間
  23. 23. shapethefuture  功能要求  按下按鈕後,利用左右馬達速度差方式讓mBot以S形前進 轉彎行進控制練習 1/3 23 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  24. 24. shapethefuture  程式流程 轉彎行進控制練習 2/3 24 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  25. 25. shapethefuture  參考程式 轉彎行進控制練習 3/3 25 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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