2023年12月青少年机器人技术等级考试实际操作试卷(六级)
一、实操考题(共1题,共100分)
1) 主题:串口交互步进电机转动
器件:ESP32主控1块、步进电机1个、步进电机驱动器1个、LED灯模块1个、按键模块1个及相关器件,以上模块也可以采用分立器件结合面包板进行搭建。

任务要求:
通过串口监视器输入报文控制步进电机的转向及转动位置,使用LED灯指示步进电机的工作状态。
报文的格式为Lxx或Rxx,其中L表示逆时针旋转,R表示顺时针旋转,xx表示转动的圈数。当报文为R1时,步进电机顺时针旋转一圈达到目标位置后停止,然后自动返回到初始位置。当输入L0.5时,步进电机逆时针旋转半圈达到目标位置后停止,然后自动返回到初始位置。
具体任务要求如下:
  (1) 装置通电启动后,步进电机处于静止状态,当前位置为初始位置;
  (2) 点击按键模块,步进电机开始自检。自检方式为:步进电机逆时针转动半圈后停止,然后转回初始位置,接着顺时针转动半圈后停止,再次回到初始位置;
  (3) 自检完毕,听从监考老师的指令,在串口监视器中输入并发送相应报文数据,步进电机依据报文数据进行转动;
  (4) 步进电机的转动采用梯形加减速控制;
  (5) 步进电机转动过程中,LED灯点亮,到达目标位置后,LED灯闪烁,返回到初始位置时,LED灯熄灭;
  (6) 程序采用Arduino C/C++代码编写;
  (7) 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

评分项:
1. 器件及器件连接(20分)
2. 功能实现(80分)
  (1) 装置通电启动前,步进电机处于静止状态,LED灯熄灭;(5分)
  (2) 实现点击按键模块,步进电机逆时针转动半圈后停止,然后转回初始位置;(10分)
  (3) 实现点击按键模块后,步进电机顺时针转动半圈后停止,再次回到初始位置;(10分)
  (4) 测评老师语音通知考生在串口输入R1或R0.5,步进电机实现顺时针转动一圈或半圈后停止,然后转回到初始位置;(20分)
  (5) 测评老师语音通知考生在串口输入L1或L0.5,步进电机实现逆时针转动一圈或半圈后停止,然后转回到初始位置;(20分)
  (6) 实现当步进电机转动时,LED灯点亮;(5分)
  (7) 实现当步进电机转动到目标位置时,LED灯闪烁;(5分)
  (8 )实现当步进电机回到初始位置时,LED灯熄灭。(5分)
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