這個道具需要有幾個模式，現在處于demo階段，暫時想到4個模式：全深度抽插，半深度抽插，九淺一深，三長兩短，

模式要如何實現呢。手機APP通過藍牙來設置控制器的模式，控制器會解析這個模式的具體含義，將其翻譯成步進電機的運動模式。

在我們這個道具中，步進電機上套有絲桿，單程全深度是8cm，步進電機轉1圈絲杠前進8mm，完成整個單程需要10圈。

步進電機驅動器的細分數設置成2，所選的步進電機每收到1個脈沖轉1.8度，360度需要200個脈沖，加上細分數為2，步進電機需要400個脈沖才能轉1圈。

所以完成一個單程需要4000個脈沖。如果我們規定0.8s完成一個單程，那就是4000/0.8 = 5KHZ/S，平均頻率是5KHZ。

步進電機的平均速度是10r/0.8s = 10*60r/0.8m= 750rpm，也就是750圈每分鐘。

但是步進電機不可能在一上電就從平均速度開始轉，而是從0開始加速到最高速度v，然后再需要轉向或者停止時，從v減速到0。實際當中，步進電機不是從0起步，而是從啟動速度開始起步，此處我們設置起步頻率為1KHZ，步進電機起步速度為150rpm。

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模式一　　-　　全深度

在此模式下，

絲杠先前進8cm，

絲杠再后退8cm，

循環做3次。

對應的步進電機，先正轉10圈，再反轉10圈，循環做3次。

我們設定絲杠前進8cm需要0.8s，也就是步進電機轉10圈需要0.8s。那么在此模式下，完成一次抽插的動作是需要1.6s。

在上面，我們已經知道步進電機轉10圈需要4000個脈沖，如果是0.8s完成，則平均頻率是5KHZ，最低頻率也就是啟動頻率是1KHZ，那么最高頻率呢。

最高頻率和加減速時間有關系。對步進電機采用梯形加速算法，相對S型簡單一些。如下圖所示。

因為加減速的時間是相等的，把0.8s分成0.3+0.2+0.3，也就是各自0.3的加速和減速時間，最高速度勻速運動的0.2s時間。

所以從梯形的特點我們可以得出，（F-1）K*(0.3+0.2) = 4K, F = 9。也就是最高頻率是9KHZ。這就完了？后面會告訴此處計算公式是有誤的。

我們先按照這個計算結果繼續進行，現在最低頻率是1KHZ, 最高頻率是9KHZ。

要在0.3s的時間之內控制器輸出頻率是從1KHZ加速到9KHZ，對應步進電機的轉速是從1KHZ/400 = 2.5RPS= 150RPM, 到9KHZ/400 = 22.5RPS = 1350RPM。

因為對于步進電機而言，速度和頻率成倍數關系，V=AF。所以我們討論速度的加減速，其實就是頻率的加減速。控制器需要按照以下的計算結果控制脈沖的輸出。

在加速過程中，一般的原則是低速可以加速時間短一點，高速需要加速時間長一點，高速的速度間隔盡量小。此處我們設置加速頻率間隔為1KHZ，從1K加速到9K需要0.3s的時間。

1KHZ　　-　　0.03s；

2KHZ　　-　　0.03s；

3KHZ　　-　　0.03s；

4KHZ　　-　　0.03s；

5KHZ　　-　　0.04s；

6KHZ　　-　　0.04s；

7KHZ　　-　　0.05s；

8KHZ　　-　　0.05s；

9KHZ　　-　　0.2s。

從1K到8K的加起來的時間是0.3s，也就是0.3s后頻率就是9KHZ。

然后再分別計算每個時間間隔內，在對應頻率下，需要的脈沖個數：

1KHZ　　-　　30；

2KHZ　　-　　60；

3KHZ　　-　　90；

4KHZ　　-　　120；

5KHZ　　-　　200；

6KHZ　　-　　240；

7KHZ　　-　　350；

8KHZ　　-　　400；

9KHZ　　-　　1800。

那么0.8s內工作輸出的脈沖個數是多少呢？（30+60+90+120+200+240+350+400）*2 + 1800 = 4780，乘以2是因為還有加速和減速時間是對等的。

奇怪為什么總共輸出了4780個脈沖，我們只需要400個脈沖哎！！！問題在哪里。

仔細看上圖，原來1KHZ下面還有空間咯，也就是說上面的公式（F-1）K*(0.3+0.2) = 4K，其實漏掉了這部分空間，（F-1）K*(0.3+0.2) ?+ (1K * 0.6) + (F * 0.2) = 4K。

這樣算下來最高頻率就不是9K了。

那么我們按照最高頻率是9KHZ算呢，總共的脈沖個數4780，絲杠實際上前進了4780/400 * 8mm = 95.6mm = 9.56cm。

我們重新修正公式（F-1）K*(0.3+0.2) + 1K * 0.8= 4K. 計算得到F = 7.4KHZ = 7400HZ。

加速曲線修正如下：

1K　　-　　30　　-　　0.03S

2K　　-　　80　　-　　0.04S

3K　　-　　90　　-　　0.03S

4K　　-　　160　　-　　0.04S

5K　　-　　250　　-　　0.05S

6K　　-　　300　　-　　0.05S

7K　　-　　350　　-　　0.05S

7.4K　　-　　1480　　-　　0.2S

?總脈沖數 = （30+80+90+160+250+300+350）*2 + 1480 = 4000。

總時間 = 0.78s，這是單程的時間，往返的時間是0.78*2 = 1.56s。

?

模式二　　-　　半深度，

在此模式下，

絲杠先前進4cm，

絲杠再后退4cm，

循環做3次。

對應的步進電機，先正轉5圈，再反轉5圈，循環做3次。

在加速過程中，一般的原則是低速可以加速時間短一點，高速需要加速時間長一點，高速的速度間隔盡量小。

我們設定絲杠前進4cm需要0.6s，也就是步進電機轉5圈需要0.6s。那么最低頻率也就是啟動頻率是1KHZ，那么最高頻率呢。

我們設定加速為0.2s，勻速為0.2s，減速為0.2s。

還是按照上面的公式：（F-1）K*(0.2+0.2) + 0.6 * 1K = 2K，得出F=4.5K。

1K　　-　　50　　-　　0.05s；

2K　　-　　100　　-　　0.05s；

3K　　-　　150　　-　　0.05s；

4K　　-　　200　　-　　0.05s；

4.5K　　-　　900　　-　　0.2s；

在0.6秒內總的脈沖個數是（500）*2+900 = 1900。絲杠實際前進了1900/400*8mm = 38mm = 3.8cm。

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模式三　　-　　九淺一深

模式三可以由模式一和二組合起來生成，

絲杠先前進4cm，

絲杠再后退4cm，

循環做9次；

絲杠先前進8cm，

絲杠再后退8cm，

循環做1次。

將1-6的動作循環3次。

?

模式四　　-　　三長兩短

模式三可以由模式一和二組合起來生成，

絲杠先前進8cm，

絲杠再后退8cm，

循環做3次；

絲杠先前進4cm，

絲杠再后退4cm，

循環做2次。

將1-6的動作循環3次。

?

以上所有模式里面都重復3次的意思是，該模式下的動作至少重復3遍。

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轉載于:https://www.cnblogs.com/ironx/p/4841609.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的adult道具项目开发 - 模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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