行空板K10驱动舵机点亮屏

行空板K10是一款集成了多种功能的开发板，适用于教学、物联网项目等多种场景，所以它可以做很多好玩的东西。
思路：
      利用行空板与自己画的底板连接，插入的方式进行连接，要注意插入时，是有正反方向的，如果插入弄反了，会出现供电与通信不上的情况，还有可能出现烧坏相关元件和K10板的情况。
      底板的功能主要是扩展相关的外设作用，上面可以连接1.25mm-2.0MM间距的通用连接器的IIC通信的外设.
      底板上面还有一个PCA9685PW芯片，这个芯片可以同时控制多个舵机工作。
      底板上面还有一个充电管理芯片，可以进行电池充电和升压功能的功能，可以同时满足K10与外设的工作，但是功率不能超过他的实际设定功率，功率过高会出现不能给其它外设供电不足的情况。
      底板上面还有几个按键，是为了方向进行GPIO操作的，用来控制其它功能动作的，还包括充电指示，电源开关的作用。


一、硬件
1、行定板K10。
2、自己设计的底板。
3、舵机

硬件设计与它们的性能：

扩展板3D正面图：

K10底板正面主要的器件是连接作用。
主要是给其它的通信外设进行连接，比如可以进行温度湿度传感器，IIC通信的键盘连接，中间黑色2.54MM的排针主要是给舵机进行连接的，电源和地PWM引脚需要注意方向，不能连接相反，可以并排8个舵机同时工作。
还有三个GPIO按键与一个电源开关，还有一个TYPE C供电输入口。


扩展板3D底部图：

扩展板3D底部图：主要是电源与PCA9685PW芯片，还包括1117LDO供电芯片。

原理图：


下图1红框中是2.0MM的连接器，
2黄框中是2.54MM舵机的连接位，
3白框是电源连接器接口，
当然还有与TYPE C并排的1.25连接器。



芯片：
PCA9685PW
厂商：NXP（恩智浦）
封装：TSSOP28
工作电压范围：2.3V至5.5V
输入/输出容差电压：5.5V
输出电流：25mA（5V时）

技术参数:

产品名称：SG90 9g 小型舵机 (S版)
厂家编号：SG90S
产品尺寸: 23x12.2x29mm
产品扭矩: 1.6kg/cm(4.8V)
反应速度: 0.1sec/60degree(4.8v)
工作电压: 4.8V
使用温度: 0-55度
动作死区: 10us
齿轮介质: 尼龙
工作模式: 模拟

包含:

1 x  9g 小型舵机 (S版) 带摇臂包

二、焊接与连接事物图：

焊接完成图：

上面的图是手工焊接完成的实物照片，正反面照。

未焊接插座图：


底部图：

上面的两个是当时焊接过程的照片。

成品连接图：




三、代码：

  Use SERVO2 Module to control the rotation of 16-channel servo.
  使用 SERVO2 模块控制 16 通道舵机的旋转。
*/

// #include <M5Stack.h>
#include <Wire.h>

#include "Adafruit_PWMServoDriver.h"

Adafruit_PWMServoDriver pwm = Adafruit_PWMServoDriver(0x40, Wire);

#define SERVOMIN \
    102  // This is the 'minimum' pulse length count (out of 4096)
         // 这是“最小”脉冲长度计数（共 4096 个）
#define SERVOMAX \
    512  // This is the 'maximum' pulse length count (out of 4096)
         // 这是“最大”脉冲长度计数（共 4096 个）
#define USMIN \
    500  // This is the rounded 'minimum' microsecond length based on the
         // minimum pulse of 102  这是基于 102 的最小脉冲的舍入“最小”微秒长度
#define USMAX \
    2500  // This is the rounded 'maximum' microsecond length based on the
          // maximum pulse of 512  这是基于 512 的最大脉冲的舍入“最大”微秒长度
#define SERVO_FREQ \
    50  // Analog servos run at ~50 Hz updates  模拟伺服以 ~50 Hz 更新运行

void setup() {
    // M5.begin(true, true, true, true);
    Wire.begin(47,48);
    pwm.begin();
    pwm.setPWMFreq(50);
    // M5.Lcd.setCursor(115, 0, 4);
    // M5.Lcd.setTextColor(TFT_GREEN, TFT_BLACK);
    // M5.Lcd.print("Servo2");
}

void setServoPulse(uint8_t n, double pulse) {
    double pulselength;
    pulselength = 1000000;  // 1,000,000 us per second
    pulselength /= 50;      // 50 Hz
    Serial.print(pulselength);
    Serial.println(" us per period");
    pulselength /= 4096;  // 12 bits of resolution
    Serial.print(pulselength);
    Serial.println(" us per bit");
    pulse *= 1000;
    pulse /= pulselength;
    Serial.println(pulse);
    pwm.setPWM(n, 0, pulse);
}

void servo_angle_write(uint8_t n, int Angle) {
    double pulse = Angle;
    pulse        = pulse / 90 + 0.5;
    setServoPulse(n, pulse);
}

void loop() {
    for (int i = 0; i < 16; i++) {
        setServoPulse(i, 0.5);
    }
    delay(500);
    for (int i = 0; i < 16; i++) {
        setServoPulse(i, 2.5);
    }
    delay(500);
}
复制代码

这段代码使用 Adafruit PWM/Servo Driver (PCA9685) 模块来控制一个 16 通道的舵机系统。主要代码引入了必要的库，用于 I2C 通信和 Adafruit_PWMServoDriver.h 用于控制 PCA9685 模块，定义脉冲长度，通过 pwm.setPWMFreq(50); 设置 PWM 频率为 50 Hz，模拟舵机的标准更新频率，代码的主要功能是使舵机按照程序的设定正反工作。


四、软件工作流程：


说明：
开始：程序启动点。
初始化设置：包含一些未执行的M5Stack初始化等，以及后续执行的Wire和pwm初始化相关操作。
设置 I2C 引脚 47,48：通过Wire.begin(47, 48)设置 I2C 通信的引脚。
初始化 PWM 驱动：使用pwm.begin()初始化Adafruit_PWMServoDriver。
设置 PWM 频率为 50Hz：调用pwm.setPWMFreq(50)设置 PWM 频率，以满足模拟舵机约 50Hz 的更新需求。
进入主循环：程序进入loop函数开始循环执行。
遍历 16 通道舵机：通过for循环遍历 1 到 16 通道的舵机。
设置当前通道舵机脉冲为 0.5：调用setServoPulse函数设置当前通道舵机的脉冲为 0.5 。
延迟 500 毫秒：调用delay(500)函数使程序暂停 500 毫秒。
遍历 16 通道舵机：再次通过for循环遍历 1 到 16 通道的舵机。
设置当前通道舵机脉冲为 2.5：调用setServoPulse函数设置当前通道舵机的脉冲为 2.5 。
延迟 500 毫秒：调用delay(500)函数使程序暂停 500 毫秒，之后回到主循环继续执行。


五、实际运行视频：



屏点亮效果图：