如何使用双轴XY平台绘制正弦曲线

1. 功能说明

本文示例将实现双轴XY平台绘制正弦曲线的功能。

2. 电子硬件

      在这个示例中，采用了以下硬件，请大家参考：

主控板	Basra主控板（兼容Arduino Uno）
扩展板	Bigfish2.1扩展板
	SH-ST步进电机扩展板
电池	11.1V动力电池
传感器	触碰传感器
其它	笔架×1（自制）

3. 功能实现

绘制正弦曲线同样采用建立坐标系，确定特殊点坐标，利用插补法来完成坐标路径绘制。

正弦曲线：

3.1硬件连接

    按下图所示，在双轴XY平台的①和②位置安装两个触碰传感器，用作开关限位器：

电路连接说明：

     ① 步进电机：

         X轴黑绿红蓝   Y轴黑绿红蓝

     ② 触碰传感器3个↓

          X方向复位传感器引脚：A4

          y方向复位传感器引脚：A0

          电机运动的触发传感器引脚：A2

3.2 示例程序

编程环境：Arduino 1.8.19

      下面提供一个正弦函数为的参考例程（_3_sin.ino），尝试读懂程序，绘制不同参数的正弦曲线：

/*------------------------------------------------------------------------------------

  版权说明：Copyright 2023 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.

           Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at

           https://opensource.org/licenses/MIT

           by 机器谱 2023-03-27 https://www.robotway.com/

  ------------------------------*/

#define EN        8       //步进电机使能端，低电平有效

#define X_DIR     5       //X轴 步进电机方向控制

#define Y_DIR     6       //y轴 步进电机方向控制

#define X_STP     2       //x轴 步进控制

#define Y_STP     3       //y轴 步进控制

boolean DIR;              //boolean类型变量 DIR，控制步进电机方向，true为正向，false为反向，根据接线做调整

int stepper_delay = 40;   //定义步进电机脉冲发送的时间间隔


const int SENSOR_X = 18;     //定义X方向复位传感器引脚

const int SENSOR_Y = 14;     //定义y方向复位传感器引脚

const int SENSOR_TOUCH = 16; //定义电机运动的触发传感器引脚


const int stepsPerRevolution = 3200;   //定义步进电机每圈转动的步数，细分为16


float LEAD = 0.8;   //定义丝杠导程，即步进电机转动一圈，丝杠前进8cm


float A = 2.0;     //定义sin函数振幅

float W = 1.0;     //定义sin函数角频率

float P = 0.0;     //定义sin函数初始相位


float Xmin = 0;

float Ymin = 0;



float Xpos = Xmin;

float Ypos = Ymin;



void setup()

{

Serial.begin(9600);                  //开启串口通信，波特率为9600

  pinMode(X_DIR, OUTPUT); pinMode(X_STP, OUTPUT);

  pinMode(Y_DIR, OUTPUT); pinMode(Y_STP, OUTPUT);

  pinMode(EN, OUTPUT);

  digitalWrite(EN, LOW);

resetStepper();

}


void loop()

{           

        while(digitalRead(SENSOR_TOUCH))

         delay(10);

         

        Xpos = 0;

        Ypos = 0;

         

        step(Y_DIR,Y_STP,-40000);

        //step(X_DIR, X_STP, 28000);

       

        for(float x=0;x<=2*PI/W;x+=0.1)

        {

          float y = A*sin(W*x+P);

          drawLine(x,y);

        }

       

        step(X_DIR, X_STP, 8000);

       

        resetStepper();

}


//图形绘制函数，参数为点坐标值

void drawLine(float x1, float y1)

{

  int dx, dy, n, k, i, f, stepInc;

  x1 = (int)(x1/LEAD*stepsPerRevolution);

  y1 = (int)(y1/LEAD*stepsPerRevolution);

  float x0 = Xpos;

  float y0 = Ypos;

 

  Serial.println(Xpos);

  Serial.println(Ypos);

 

  dx = abs(x1-x0);

  dy = abs(y1-y0);

  n = abs(dx+dy);

  if(dx==0||dy==0)

  {

    stepper_delay = 40;

    stepInc = 10;

  }

  else

  {

    stepper_delay = 200;

    stepInc = 100;

  }

 

  if(x1 >= x0)

  {

    k = y1 >= y0 ? 1:4;

  }

  else

  {

    k = y1 >= y0 ? 2:3;

  }

 

  for(i=0,f=0;i=0)

    {

      switch(k)

      {

         case 1:

         step(X_DIR, X_STP, stepInc);

         f = f - dy;

         //Serial.println("+x");

         break;

         case 2:

         step(X_DIR, X_STP, -stepInc);

         f = f - dy;

         //Serial.println("-x");

         break;

         case 3:

         step(X_DIR, X_STP, -stepInc);

         f = f - dy;

         //Serial.println("-x");

         break;

         case 4:

         step(X_DIR, X_STP, stepInc);

         f = f - dy;

         //Serial.println("+x");

         break;

         default:break;

      }

    }

    else

    {

      switch(k)

      {

        case 1:

        step(Y_DIR, Y_STP, stepInc);

        f = f + dx;

        //Serial.println("+y");

        break;

        case 2:

        step(Y_DIR, Y_STP, stepInc);

        f = f + dx;

        //Serial.println("+y");

        break;

        case 3:

        step(Y_DIR, Y_STP, -stepInc);

        f = f + dx;

        //Serial.println("-y");

        break;

        case 4:

        step(Y_DIR, Y_STP, -stepInc);

        f = f +dx;

        //Serial.println("-y");

        break;

        default:break;

      }

    }

  }

  Xpos = x1;

  Ypos = y1;

}


/*

//函数：step    功能：控制步进电机方向，步数。

//参数：dirPin对应步进电机的DIR引脚，stepperPin 对应步进电机的step引脚， steps 步进的步数

//无返回值

*/

void step(byte dirPin, byte stepperPin, int steps)

{

  boolean DIR = steps>0 ? true : false;  

  digitalWrite(dirPin,DIR);

  for(int i=0;i

4. 资料内容

绘制正弦曲线-例程源代码

资料详见 双轴XY平台-绘制正弦曲线