嵌入式硬件篇

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滑轨：

滑轨的工作原理

直线）平稳、精准地移动。大家可以用生活中最常见的 "抽屉滑轨" 来理解：就是滑轨本质上是一种 "引导和支撑装置"，核心作用是让物体能沿着固定路径（通常

基本结构：滑轨通常由两部分组成 —— 固定不动的 "轨道"（比如抽屉两侧的固定轨道）和跟着物体移动的 "滑块"（比如抽屉上的滑动部分）。

减少摩擦让滑块在轨道上移动时更顺滑。常见方式有两种：就是：滑轨的关键

滑动摩擦：轨道和滑块接触面很光滑（比如涂了润滑油的金属面）滚动摩擦：中间加了滚珠或滚柱（类似轴承原理），摩擦更小、更平稳

精准导向：轨道的形状（通常是凹槽或凸条）会限制滑块的运动方向，确保它只能沿着固定路线走，不会跑偏。

承重能力：轨道和滑块的材质（比如钢材）会决定能承受多大重量，重型滑轨（如机床用）能扛几百公斤，轻型的（如抽屉用）几十公斤就够了。

ESP32 控制滑轨的示例代码

如果要用电控滑轨（比如带步进电机的线性滑轨），ESP32 能够凭借控制步进电机来驱动滑轨运动。下面是一个基础示例，用 ESP32 控制步进电机带动滑轨实现精准移动：

/* ESP32控制步进电机滑轨示例 硬件：ESP32 + 步进电机（28BYJ-48）+ ULN2003驱动板 + 线性滑轨 功能：控制滑轨前进/后退指定步数，实现精准定位 */ #include // 定义步进电机参数 const int stepsPerRevolution = 2048; // 28BYJ-48电机每圈步数 const int motorPin1 = 14; // 电机驱动板引脚1（接ESP32 GPIO14） const int motorPin2 = 12; // 电机驱动板引脚2（接ESP32 GPIO12） const int motorPin3 = 13; // 电机驱动板引脚3（接ESP32 GPIO13） const int motorPin4 = 15; // 电机驱动板引脚4（接ESP32 GPIO15） // 初始化步进电机对象 Stepper myStepper(stepsPerRevolution, motorPin1, motorPin3, motorPin2, motorPin4); void setup() { // 设置电机转速（每分钟转数，范围：5-30较合适） myStepper.setSpeed(15); Serial.begin(115200); Serial.println("滑轨控制系统启动"); } void loop() { // 示例1：前进100步（滑轨向外移动） Serial.println("前进100步"); myStepper.step(100); // 正数为正向 delay(1000); // 停顿1秒 // 示例2：后退100步（滑轨向内移动） Serial.println("后退100步"); myStepper.step(-100); // 负数为反向 delay(1000); // 停顿1秒 // 示例3：移动到指定位置（比如前进300步后复位） Serial.println("前进300步"); myStepper.step(300); delay(2000); Serial.println("复位（后退300步）"); myStepper.step(-300); delay(2000); } 代码说明

硬件连接：

步进电机（如 28BYJ-48）通过 ULN2003 驱动板连接 ESP32驱动板的 4 个控制引脚分别接 ESP32 的 GPIO14、12、13、15（可根据实际情况修改）

核心逻辑：

使用Stepper库控制步进电机，通过 "步数" 精确控制滑轨移动距离（步数越多，移动越远）正数步数：滑轨正向移动（如向外伸出）负数步数：滑轨反向移动（如向内缩回）setSpeed()设置移动速度（转速越快，滑轨移动越快）

扩展思路：

可添加限位开关（接 ESP32 的输入引脚），防止滑轨移动超程配合传感器（如光电传感器）建立自动定位功能若用直流电机 + 编码器的滑轨，可改用MotorDriver库控制

通过修改代码中的 "步数" 和 "速度" 参数，就能根据实际滑轨的减速比和行程需求进行调整，完成精准的线性运动控制。

步进电机：

步进电机是一种能 "一步一步" 转动的电机，就像人走路时一步迈多远、走多少步都能精确控制，这是它和普通电机（比如风扇里的电机）最大的区别。

为什么叫 "步进" 电机？

普通电机通电就转，转速由电压决定，转了多少圈很难精确算；但步进电机每 "走一步" 的角度是固定的（比如每步转 1.8 度），你给它发多少个 "脉冲信号"，它就走多少步，完全听话。

比如：

若每步转 1.8 度，转一圈（360 度）就需要 360÷1.8 = 200 步。想让它转半圈？发 100 个脉冲就行；想让它转 10 度？发 6 个脉冲（10÷1.8≈5.55，取 6 步）。工作原理：用 "磁场" 推它走

步进电机内部有两个关键部分：

定子：固定不动的部分，上面绕着线圈（像电磁铁），通电后产生磁场。转子：能转动的部分，通常是永磁体（带 N/S 极）或齿轮状的铁氧体。

原理类似 "磁铁吸铁"：

给定子的一组线圈通电，产生磁场，会吸引转子转到对应位置（第一步）。换一组线圈通电，产生新的磁场，转子会被 "吸" 到下一个位置（第二步）。按顺序切换线圈的通电状态，转子就会一步一步转动。

就像你用手拨动齿轮，每拨一下它动一格，步进电机是用磁场 "拨" 转子动一步。

常见类型：按结构分

永磁式步进电机
转子是永久磁铁，定子线圈通电后吸住转子转动。优点是结构简单、成本低，比如玩具、小型设备里常用。

反应式步进电机
转子是铁做的（没有磁性），靠定子磁场吸引转子 "磁化" 后转动。优点是步距小（转动更精细），但需要更大电流。

混合式步进电机
结合了前两种的优点，转子既有永磁体又有齿轮结构，精度高、力气大（能带动更重的东西），工业设备（比如 3D 打印机、数控机床）里常用。

为什么要用步进电机？精度高：每步角度固定，适合需准确定位的场景（比如 3D 打印机喷头移动、相机滑轨调位置）。控制简单：给脉冲信号就行，不用复杂的调速电路。启停快通过：能够瞬间启动或停止，不会像普通电机那样 "惯性冲一下"。

缺点是转速不算快，而且带的东西太重会 "丢步"（比如该走 100 步，实际只走了 90 步），所以需要选合适的型号。

生活中的例子打印机里的字车移动（喷头左右动，靠步进电机精确控制位置）。空调导风板的摆动（慢慢转、停在特定角度）。监控摄像头的旋转（远程控制转多少度，对准目标）。

简单说，步进电机就像一个 "听话的搬运工"，让它走几步就走几步，让它停就停，特别适合需要精确控制位置的场景。

网址：嵌入式硬件篇 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/1430206

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