Visits: 1515
Принцип построения управления аналоговым сервоприводом от PIC-контроллера.
Подключение аналогового сервопривода выполняется по трем проводам:
- черный (коричневый) – общий.
- красный – питание (4,8-6,0 Вольт).
- белый (желтый) – управление.
Сервопривод позволяет поворачивать вал до 180 градусов. Для управления необходимо на белом проводе сформировать управляющие импульсы длительностью от 1 до 2 миллисекунд с периодом 20 миллисекунд. Длительность импульса управления от 1 до 2 мс – это стандартные параметры и реально могут отличаться для выполнения полного вращения вала (на 180º), но на практике для управления исполнительными механизмами применяется меньшие углы. Период тоже понятие относительное и от может быть как меньше так и больше, все зависит от параметров системы управления и самого выбранного привода.
Удобно для управления использовать CCP модули микроконтроллера. В новых современных моделях (например, PIC16F1936) их количество достигает 6. Это количество модулей достаточно для создания полноценных устройств управления моделями, роботами…
CCP-модуль позволяет создавать независимые ШИМ которые могут с успехом управлять аналоговыми (и цифровыми) приводами.
При настройке CCP модуля в режиме ШИМ нам доступно 10 бит управления длительностью. Для управления длительностью необходимо загружать числовое значение в регистр CCPRxL (8 бит) и младшие биты (0-1) в регистр CCPxCON. В режиме ШИМ CCP модуль работает совместно с таймерами TMP2/4/6. Эти таймеры формируют период ШИМ. Формируемая длительность тесно завязана с тактовой частотой микроконтроллера и для аналогового привода придется задавать более низкую тактовую частоту что не всегда приемлемо для быстродействия системы управления.
Таймер имеет следующую структуру:
На вход поступает тактовая частота деленная на 4, после этого идет предделитель и сам таймер, с регистром периода. Нам необходимо сформировать период с длительностью близко к 20 мс. 20 мс – это частота на 50 Гц. Высчитаем приемлемую тактовую частоту: как это сделать? Необходимо
- требуемую частоту (50 Гц) умножить на величину делителя таймера (256, значение берем максимальные, для получения максимальность тактовой часты).
- далее умножаем на максимальное значение предделителя 64.
- потом на 4 (входная тактовая от частоты задающего генератора контроллера)
50*256*64*4=3276800
Мы получили тактовую больше трех мегагерц, выберем 4 (из стандартного ряда внутреннего генератора)
Проверим при заданной тактовой какая у нас будет длительность периода
Период = 1/(4000000/4/64/256) = 1/60 = 16 мс.
Получаем 60 герц на выходе это где то 16 мс. Для нашего привода S3003 это в приемлемом допуске.
Настройка тактового генератора в программе
// настройка генератора 4мГц OSCCON=0b01101000; // |||||||| // ||||| ++-- SCS<1:0> основной генератор (работа через PLL) // |++++----- IRCF<3:0> 1101 = 4 MHz HF // +--------- SPLLEN умножитель 0-отключен, 1-включен
Настройка модуля CCP и таймера TMP2 в режиме ШИМ.
CCP1CON=0b00001100; // настройка модуля в режиме шим T2CON=0b00000111; // настройка таймера PR2=255; // задание периода ШИМ CCPR1L=0; // очистка регистра длительности =0
Теперь для управления сервоприводом необходимо определиться со значениями загружаемыми в CCP модуль для формирования длительности импульса в пределах 1-2 мс.
Дискретность длительности формируемого ШИМ рассчитать просто. Если период 16 мс, то 16/1024 (10 разрядный ШИМ) получаем 0,016 мс. Для формирования длительности импульса в 1 мс необходимо загрузить число 1/0,016=62, а для формирования длительности 2 мс = 125. Но это все теоретические выкладки (но они конечно тоже будут работать и формировать вращение вала на угол в 90%). Но если необходимо будет подобрать больший угол поворота, то необходим экспериментальный подход. В моем приводе максимальный угол поворота близкий к 180 градусам формируется при подаче длительностей в диапазоне от 0,63 мс до 2,23 мс.
При этом максимальное и минимально значение записываемое в ШИМ составляет 40 – 140.
Для удобство управления, проще вводить (как мне кажется) данные в процентах. Т.е. привод в крайнем “левом” положении 0%, посредине – 50%, кране “правое” – 100%.
В программе введем константы
#define max_p 140; // масимальный параметр в шим соответствующий 2 мС #define min_p 40; // минимаотный параметр соответствующий 1 мС
они нам дадут возможность более гибко подходить к настройке привода. а также две переменные коэффициент для пересчета и управляющий параметр в процентах:
char koef; //коэффициент преобразования char polog; // положение в процентах от 0-100%
вычисление коэффициента сделаем при инициализации программы один раз
koef=max_p; // koef=koef - min_p; // koef=(koef*10)/100; //
а для загрузки значения в ШИМ для формирования управляющих импульсов
//преобразование процентов в значение для загрузки в ШИМ pwm_reg=((koef*polog)/10)+min_p; pwm_reg2=pwm_reg<<6; // pwm_reg2=pwm_reg2>>2; // CCP1CON &= 0b11001111; // CCP1CON |= pwm_reg2; // CCPR1L=pwm_reg>>2; //
Для тестирования возьмем плату ILLISSI-B4-03-primum с контроллером PIC16F1936. А для управления и индикации плату ILLISSI-4С-01-secundo.
Подключение сервопривода к плате ИЛЛИССИ-4В
Фото демопроекта
Видео работы демонстрации работы сервопривода.
Файлы проекта
[box title=”Файлы для загрузки” color=”#521BDE”]Компилятор HI-TECH C Compiler for PIC10/12/16 MCUs (PRO Mode) V9.83, MPLAB 8.88.[wpdm_file id=72][/box]
Это может быть интересно
- MCC PIC24 – модуль OUTPUT COMPARE – в режиме генератора звуковых сигналовVisits: 601 При проектировании простых устройств автоматики, часто необходимо иметь механизм звукового оповещения. Самый верхний уровень, это формирование голосовых сообщений, но об этом, как то по позже… В самом примитивном …
- Стабилизатор тока на SN3350, часть 2Visits: 1147 Если вам необходимо разработать устройство с применением мощных светодиодов, то никак не обойтись без применения стабилизатора тока. На настоящий момент стабилизаторы тока являются самым эффективным механизмом, для питания светодиода в течение всего …
- Audio-bluetooth modules F-6188 (BK8000L)Visits: 2266Следующий модуль на чипе BK8000L. Заводское обозначение F-6188 также основным производителем не выпускается и отдан на тиражирование. с нижней стороны имеет маркировку В этом варианте мне попалась вроде полноценная …
- DIXELL XWEB500D-EVO + RUT900 или как пробить NAT-серверVisits: 992 Когда необходимо под какой нибудь контроллер имеющий вэб сервер в инет, то нужен статический IP, что оказалось проблемой при работе с операторами сотовых сетей, конкретно с оператором сети …
- Акриловый корпус для платы ch-4000Visits: 647 Плата ch-4000 подходит для монтажа в корпуса на дин рейку, но для домашней автоматики необходимо что-то другое, поэтому был разработан корпус из акрила который позволит создавать настольные и настенные устройства. Корпус …
- Development Boards PIC18F47Q84Visits: 972 Microchip тішить новими мікроконтролерами. Особливістю цього MCU – це багата інтелектуальна периферія, що дозволяє вирішувати такі завдання на 8 бітних MCU, які неможливо реалізувати на деяких навіть 32 …
- УКВ – радиоприем, часть 1Visits: 9534 Музыкальная тема к статье, слушаем: Первый мой радиоприемник, выглядел так. Использовал исключительно в школе на уроках, держась за одно ухо и преданно смотря на училку и сладко улыбаясь. …
- Индикатор кода – RC-5 Protocol PhilipsVisits: 976 Индикатор кода – RC-5 Protocol Philips При конструировании дистанционного управления на инфракрасных лучах для контроля удобно иметь индикатор кодов передаваемых пультом. Плата ch-c3000 позволяет изготавливать устройства с возможностью …
- Сенсорный выключатель светаVisits: 10571 Хотя в настоящий момент актуальны системы управления освещением с передачей данных по электросети, но я думаю, что проекты такого рода тоже имеют право на жизнь. Анонс Три вида …
- Проект с использованием MCC часть 16Visits: 1054 Продолжим изучение EUSART. На этом этапе отработает передачи данных с ПК и получения эха. Для этого в основной цикл программы добавим код if(EUSART_DataReady) // проверим флаг готовности данных …