Visits: 1488
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
- Одноканальный емкостной сенсор – AT42QT1012Visits: 2313 Описание сенсора [wpdm_file id=242] Незаконченный проект, так-как сенсор не оправдал своего назначения, не рекомендую, просто выброшенные деньги. Особенности. • Количество сенсоров – один, режим переключения ( touch-on/touch-off ), а также программируемая …
- Проект с использованием MCC часть 03Visits: 1533 Первым делом перенастроим регистры конфигурации, следующим образом: Отключим выход генератора (CLKOUT function is disabled. I/O function on the CLKOUT pin) Включим сторожевой таймер (WDT enabled) После этой настройки …
- Altium Designer my Libraries, Project templates, System settings by Catcatcat V23.09Visits: 228 September 2023 component base update. Release updates V. – 23_09 added new components. Changed the structure of the database. Configuration file name – DXPPreferences1.DXPPrf. Added project CLUBBEST_50_Light. …
- PIC18F25K42 – v. A001 – выявленные баги.Visits: 578 Модуль I2C Не работает при использовании в стандартной конфигурации MCC. Требует особой нестандартной конфигурации и управления для нормальной работы. Обойти Обход проблемы возможен библиотека см статью. Модуль ADC2 На …
- BMP280 – температура и атмосферное давление – учебный проектVisits: 2014 Учебный проект на PIC32 и светодиодной панели P5 (2121)-168-6432-80 (32*64). Проект позволяет ознакомиться с простой графикой и с чтением давления и температуры с датчика BMP280. Для тестирования необходимо …
- Емкостной сенсорVisits: 2948 Изучаем изготовление емкостных сенсоров на PIC-микроконтроллере. Конструкция емкостных сенсоров имеет вид: Емкостные сенсоры строятся по схеме высокочастотного генератора, сам принцип основан на измерение частоты этого генератора. Частота зависит …
- Униполярный шаговый двигательVisits: 2125 В приводах различных устройств часто применяются шаговые двигатели, Шаговый двигатели различают двух типов униполярные – когда обмотки коммутируются током текущим только в одну сторону, например при …
- Тестирование модуля генератораVisits: 807 Тестирование модуля генератора Настройка, запуск и проверка рабочей частоты на примере PIC18F26K40. PIC18F26K40 Чтобы понять из-за чего зависит производительность микроконтроллера просто надо понять как работает его задающий тактовый …
- Гаджеты для домашней автоматики – Датчик приближенияVisits: 1926 Управление светодиодным освещением – Датчик приближения. Данный гаджет предназначен для управления внутренним освещением мебели. Датчик позволяет определить закрытие или открытие дверцы или ящика и при этом включать или …
- MPLAB® Code Configurator and EncoderVisits: 1389 Еще раз про энкодер… Для некоторых приложений очень удобно и экономически выгодно, для настройки и управления использовать энкодер. Такие энкодеры имеют строенную тактовую кнопку которую можно применить для выбора …