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202506 青少年等級考試機器人實操真題六級
一、實際操作
1. 主題：姿態傳感器交互步進電機左右擺動
器件：ESP32主控、MPU6050模塊、按鍵模塊、電位器模塊、步進電機驅動模塊、步進電機。以上模塊也可以采用分立器件結合面包板進行搭建。
任務要求：步進電機自中間位置左右循環擺動，擺動的角度通過MPU6050模塊的俯仰角或滾轉角控制。當MPU6050模塊處于水平位置時，單側擺動角度為0度，步進電機處于靜止狀態；當MPU6050模塊處于垂直位置時，單側擺動角度為180度。具體任務要求如下：
(1) 裝置通電啟動后，步進電機處于靜止狀態；
(2) 點擊按鍵，步進電機開始自檢。自檢方式為：步進電機順時針轉動90度后停止，然后逆時針旋轉180度后停止，再順時針旋轉90度回到初始位置后停止。自檢完畢，裝置進入工作狀態；
(3) 進入工作狀態后，步進電機隨著MPU6050模塊的轉動開始左右循環擺動；
(4) 當MPU6050處于水平位置時，步進電機處于靜止狀態，此時擺動角度為0度；
(5) 沿X軸或Y軸轉動MPU6050模塊，當模塊處于45度位置時，步進電機單側擺動角度為90度；當模塊處于垂直（90度）位置時，步進電機單側擺動角度為180度；
(6) 步進電機的轉動采用梯形加減速控制；
(7) 程序采用Arduino C/C++代碼編寫，不得使用外部庫調用；
(8) 未作規定處可自行處理，無明顯與事實違背即可。
說明：請考生在考試結束前，按照如下要求提交相關文件。
(1) 將程序放在一個文件夾中，壓縮為1個“rar或zip”格式文件，并命名為：DJKS6_身份證號，大小5M以下；
(2) 將程序文件通過“上傳附件”按鈕進行上傳；
(3) 程序編寫過程中不得打開其它示例程序，如發現，實操成績按照0分處理。
參考資料：
AccelStepper類庫頭文件和相關類庫函數如下，供參考。
頭文件：AccelStepper.h
類庫對象：AccelStepper(mode, pin1,pin2,pin3,pin4)
成員函數：
setAcceleration(val); //設置步進電機轉動時的加速度
setMaxSpeed(val); //設置步進電機轉動的最大允許速度
setSpeed(val); //設置步進電機恒定轉動時的速度值
runSpeed(); ? ? ? ? ? ? ? ? ? //啟動步進電機以設定的速度值恒定轉動
currentPosition(); //返回當前的位置值
moveTo(val); //設置步進電機運轉的目標位置
run(); //啟動步進電機按照設定的加速度和最大速度運轉
setCurrentPosition(val); //設置當前位置為指定值
distanceToGo(val); ?//返回當前位置到目標位置之間的脈沖數
教材所使用類庫MPU6050_tockn-1.5.2的例程如下，供參考。
#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()); ?
}
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