【得捷Follow me第二季第1期】任务汇总+舵机与AGS02MA气体传感器使用

eew_Ya3s2d 发表于 2024-10-15 00:27

本帖最后由 eew_Ya3s2d 于 2024-10-18 15:46 编辑

Hello，大家好，我是郑工，尘世间一个迷途小工程师。

 

这个帖子我们来汇总一下所有的任务与讲解一下

 

0、物料清单：

    CPX主板

    舵机

    AGS02MA气体传感器

 

首先是我自己感觉有些尴尬的视频讲解

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这个视频拍着拍着就拍到差不多15分钟了，视频2个G，最后是压缩了之后才能上传，下次拍视频之前还是得选不要太高清才行

 

入门任务（必做）：开发环境搭建，板载LED点亮

<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1288839-1-1.html">【Follow me第二季第1期】任务0：开发环境搭建，板载LED点亮 - DigiKey得捷技术专区 - 电子工程世界-论坛 (eeworld.com.cn)</a>

程序就是通过time.sleep函数产生一个pwm去点亮led，不断更改pwm的占空比，这样led看起来就led就会有亮暗变化，像呼吸灯

最主要的函数是下面这个，产生一个简单的pwm，控制led灯。

<pre>
<code class="language-python">def onLed(onTime, duty):
if onTime > 0:
 led.value = True
 time.sleep(onTime)
if duty - onTime > 0:
 led.value = False
 time.sleep(duty - onTime)</code></pre>

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基础任务一（必做）：控制板载炫彩LED，跑马灯点亮和颜色变换

<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1289057-1-1.html">【Follow me第二季第1期】任务1：控制板载炫彩LED，跑马灯点亮和颜色变换 - DigiKey得捷技术专区 - 电子工程世界-论坛 (eeworld.com.cn)</a>

这个其实就是控制WS2812B灯珠做流水灯，总体来说就是用neopixel库来实现彩色灯的效果，封装得太好，显得没有难度，其实中间一些时序问题，当年我也是想破头

颜色变换写了两种不同函数去遍历。

<pre>
<code class="language-python">def Wheel2(i, r_in, g_in):
if i < 0 or i > 10:
 r = g = b = 0
elif i % 3 == 0:
 r = r_in
 g = g_in
 b = 255 - r - g
elif i % 3 == 1:
 r = g_in
 b = r_in
 g = 255 - r - b
else:
 g = r_in
 b = g_in
 r = 255 - b - g
return (r, g, b)

def rainbow_cycle2():
dir = True
for r in range(255):
 start = 0
 stop = 255 - r
 step = 1
 if not dir:
 start = 255 - r
 stop = 0
 step = -1
 for g in range(start, stop, step):
 for i in range(10):
 pixels = Wheel2(i, r, g)
 pixels.show()
 time.sleep(colorFulWaitTime / 50)
 dir = not dir

def wheel(pos):
if pos < 0 or pos > 768:
 r = g = b = 0
elif pos < 256:
 r = int(pos)
 g = int(255 - pos)
 b = 0
elif pos < 512:
 pos -= 256
 r = int(255 - pos)
 g = 0
 b = int(pos)
else:
 pos -= 512
 r = 0
 g = int(pos)
 b = int(255 - pos)
return (r, g, b)

def rainbow_cycle():
for j in range(767):
 for i in range(num_pixels):
 pixel_index = (i * 767 // num_pixels) + j
 pixels = wheel(pixel_index % 767)
 pixels.show()
 time.sleep(colorFulWaitTime)</code></pre>

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基础任务二（必做）：监测环境温度和光线，通过板载LED展示舒适程度

<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1289310-1-1.html">【Follow me第二季第1期】任务2：监测环境温度和光线，通过板载LED展示舒适程度 - DigiKey得捷技术专区 - 电子工程世界-论坛 (eeworld.com.cn)</a>

这个任务就是读取AD任务，通过读取光敏AD上的值，获取照度，通过adafruit_thermistor库，可以直接获取温度值，也是站在别人的肩膀上，顿时感觉轻松好多

库的使用也非常简单，我写了一些注释，只要初始化设置好，后面直接得到温度，简单快捷

<pre>
<code class="language-python">import adafruit_thermistor

# 模拟输入的管脚
pin = board.TEMPERATURE
# 热敏电阻的常温阻值
resistor = 10000
# 普通电阻的阻值
resistance = 10000
# 热敏电阻的阻值温度
nominal_temp = 25
# 热敏电阻的B系数
b_coefficient = 3950
# 还有最后一个参数，参数名为high_side，表示热敏电阻是否连接在上端，默认为True，可以不填

thermistor = adafruit_thermistor.Thermistor(
pin, resistor, resistance, nominal_temp, b_coefficient)</code></pre>

程序通过灯珠数量反应照度值，通过灯珠颜色反应温度。不过灯珠就在光敏三极管旁边，还是有一些影响。

  

 

基础任务三（必做）：接近检测——设定安全距离并通过板载LED展示，检测到入侵时，发起声音报警

<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1290147-1-1.html">【Follow me第二季第1期】任务3：接近检测 - DigiKey得捷技术专区 - 电子工程世界-论坛 (eeworld.com.cn)</a>

这是我耗时最久的一个任务，用红外收发实在是完成不了，最后是用了超声波距离模块实现程序功能，超声波模块只需要测量反馈的脉冲长度就可以知道物体的距离的，测试距离使用time.monotonic_ns()函数计算时间戳的差值（单位ns）即可，如下面代码

<pre>
<code class="language-python"> # 发送出发信号，时间是500us，只要比需求长就可以了
ir_tx.value = True
time.sleep(0.0005)
ir_tx.value = False
rx_count = 0
# 等待回复的高电平
while ir_rx.value is False:
 time.sleep(0.0001)
 rx_count = rx_count + 1
 if rx_count > 10000:# 发送高电平之后等待时间太长，认为是发送失败
 break
start_time = time.monotonic_ns() #获取高电平开始的时间戳，单位是ns
while ir_rx.value is True:
 pass
end_time = time.monotonic_ns() #获取高电平结束的时间戳，单位是ns
duration = round((end_time - start_time)/1000000, 2)
if duration < 0.05:# 时间太短
 continue
print(f'duration time:{duration} ms')
distance = round(duration*17.0, 1) # 时间*340m/s(34cm/ms)/2
print(f'distance:{distance} cm')</code></pre>

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进阶任务（必做）：制作不倒翁——展示不倒翁运动过程中的不同灯光效果

<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1295977-1-1.html">【Follow me第二季第1期】任务4：制作不倒翁——展示不倒翁运动过程中的不同灯光效果 - DigiKey得捷技术专区 - 电子工程世界-论坛 (eeworld.com.cn)</a>

这是一个整活的任务，其实我很多精力都用在搞那个不倒翁底座那里去了T_T

加速度传感器使用也非常简单，只需要调用库即可，如下

<pre>
<code>import board
import busio
import adafruit_lis3dh

i2c = busio.I2C(board.ACCELEROMETER_SCL, board.ACCELEROMETER_SDA)
lis3dh = adafruit_lis3dh.LIS3DH_I2C(i2c, address=0x19)

# Set range of accelerometer (can be RANGE_2_G, RANGE_4_G, RANGE_8_G or RANGE_16_G).
lis3dh.range = adafruit_lis3dh.RANGE_2_G

ax, ay, az = [
 value / adafruit_lis3dh.STANDARD_GRAVITY for value in lis3dh.acceleration
]</code></pre>

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最后补充一下我另外买的两个零件，一个是舵机，一个是AGS02MA气体传感器

 

舵机

舵机主要就是通过pwm占空比来控制舵机的动作，从规格书我们可以看到具体的控制方式

  

从上面可以看到，停止脉冲是1500us，顺时针方向是700-1500us，逆时针方向是1500-2300us

 

所以只要用pwmio库产生一个pwm就可以控制舵机

<pre>
<code class="language-python"># create a PWMOut object on Pin A1.
pwm = pwmio.PWMOut(board.A1, frequency=50, duty_cycle=7536)
# 2294 0.7ms min
# 4915 1.5ms stop
# 7536 2.3ms max</code></pre>

我这里产生的是一个50hz的pwm波

 

AGS02MA气体传感器

这个要调试其实也有些麻烦，不过其实用法也简单，就那么两三个指令需要调试，不过直到我找到下面这个网站，所有困难都烟消云散了，还是得再次感叹一下python社区的人多力量大，我们都是站在巨人的肩膀上

<a href="https://pypi.com.cn/project/adafruit-circuitpython-ags02ma/">adafruit-circuitpython-ags02ma - 用于 AGS02MA 气体传感器的 CircuitPython / Python 库_PyPI中文网</a>

  

直接安装就可以了。然后找到文件

  

放到板子里面就可以使用了，文件里也说了使用方法

  

代码如下：

<pre>
<code>import board
import busio
import time
from adafruit_ags02ma import AGS02MA

# Initialize I2C bus.
i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA, frequency = 20000)
ags = AGS02MA(i2c, address=0x1A)

while True:
res = ags.gas_resistance
tvoc = ags.TVOC
print(f'tvoc:{tvoc},res:{res}')
time.sleep(2)</code></pre>

可惜的是，CPX线路板的硬件I2C并不支持20k的通讯速率，而AGS02MA的最大通讯速率是30k。最后我是使用ESP-S3 feather这个板子来完成，同样是follow me活动的板子，同样是使用circuit python代码完成的

  

  

  

 

感想

最后的最后，还是得感谢举办方，感谢得捷电子，感谢EE。在不断摸索的过程中，感受到前人智慧的浩渺，我只是后来者，模仿者，轻松拿来使用的人。并没有什么值得骄傲的。科学进步才是社会发展的动力，我仍然需要虚心学习更多的知识，创造更美好的生活。

 

下面是课程链接：

<a href="https://training.eeworld.com.cn/course/68709">【得捷Follow me第二季第1期】任务汇总+舵机与AGS02MA气体传感器使用-EEWORLD大学堂</a>

源码：

<a href="https://download.eeworld.com.cn/detail/eew_Ya3s2d/634582">Follow me第二季第一期所有代码 + 库-嵌入式开发相关资料下载-EEWORLD下载中心</a>

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