Содержание
Урок 1. Первый проект
Урок 2. Управление кнопками
Урок 3. Подключение LCD
Урок 4. Использование ШИМ
Урок 5. Таймеры
Урок 6.1. Статическая индикация
Урок 6.2. Динамическая индикация
Урок 7.1. Генерация звука
Урок 7.2. Генерация звука. Продолжение
Урок 8.1. Передача данных через UART
Урок 8.2. Передача данных через UART. Продолжение»
Урок 9. Передача данных через SPI
Урок 10. Изучение АЦП. Простой вольтметр
Урок 11. Получение синуса при помощи ШИМ
Урок 12. Измерение температуры
Урок 13. Внешние прерывания.
Урок 14. Использование отладчика
Урок 15.1. Управление инкрементальным энкодером
Урок 15.2. Управление громкостью, при помощи энкодера
Урок 16. Управление RGB светодиодом
Урок 17. Использование ИК
Урок 18.1. Знакомство с графическим дисплеем
Урок 18.2 Вывод изображения на графический дисплей
Урок 18.3 Вывод русскоязычного текста
Урок 19. Формирование сигнала, при помощи ЦАП (R2R)
Урок 20. Опрос матричной клавиатуры
Урок 21. Сторожевой таймер
Урок 22.1 Воспроизведение wav. Введение.
Урок 22.2 Воспроизведение wav. Продолжение.
Урок 23.1 Работа с внешней памятью
Урок 23.2 Работа с файловой системой Fat

Довелось немного поработать с сервоприводами, решил поделиться информацией.

Думаю любой человек представляет себе, что такое электродвигатель, нет? — тогда вспомните какой нибудь вентилятор. Какая характерная черта? Правильно, подали напряжение он крутится, сняли напряжение — не крутится. Сервопривод, это тоже движок, но в отличие от других, на сколько скажешь ему повернуться, на столько он и повернется и остановится. Пока держится управляющий сигнал, сервопривод будет фиксировать свое положение. Можете его хоть руками покрутить, он все равно вернется в заданное положение.

Угол на который поворачивается серва, задается шириной импульса. Стоит уточнить небольшую тонкость, сервоприводы бывают разные. Бывают такие, которые крутятся постоянно в определенную сторону, при этом ширина импульса влияет только на скорость поворота. Бывают многооборотистые. Те о которых речь пойдет дальше, на сайте производителя имеют явную маркировку, в которой указан угол поворота. Поэтому учтите если серва, не имеет явной маркировки, то может оказаться так, что она тупо постоянно вращается. Не путайте, надписи 0.20 sec/60° означают скорость вращения, они никак не связаны с максимальным углом поворота.

Перейдем к теории. Представляем себе микроконтроллер с подключенным к АЦП входу резистором R и некий движок, который крутится по ШИМ сигналу PWM. Допустим уровень сигнала АЦП напрямую связан с ШИМ выходом, тогда когда мы будем крутить резистор, то скорость будет меняться, когда напряжение АЦП станет равным 0, движок остановится.
servo_pwm2

Теперь рассмотрим вариант 2. Ручка резистора насажена на вал двигателя, таким образом, что когда двигатель вращается, он изменяет сопротивление резистора, следовательно и напряжение, которое подается на вход АЦП. При этом, если имеется еще один источник сигнала, то микроконтроллер сравнивает напряжение на входах и если оно больше, то крутит в одну сторону, если меньше, то в другую. Рано или поздно напряжения уровняются и движок остановится. Поэтому серва включает в себя все что нарисовано: резистор, микроконтроллер, двигатель. Внешний сигнал естественно подавать должны мы, чтобы управлять.
servo_pwm3

Типовые кишки выглядят так:
servo_die

На фотке видно что резистор и моторчик соединяется через кучу шестеренок, поэтому если полезете внутрь будьте готовы что на вас высыпется все это добро. Вид снизу
servo_down

Чаще всего ширина импульса колеблется в диапазоне от 1100мкс до 1900мкс, при периоде 20мс, но цифры могут отличаться, причем достаточно сильно. Пример из даташита:
Control System: +Pulse Width Control 1520usec Neutral
Required Pulse: 3-5 Volt Peak to Peak Square Wave
Operating Voltage: 4.8 Volts
Operating Speed (6V): 0.20sec/60 degrees at no load
Operating Angle: 45 Deg. one side pulse traveling 400usec
Continuous Rotation Modifiable: No
Direction: Counter Clockwise/Pulse Traveling 1520-1900usec

Отсюда четко видно, что средняя точка 1520мкс, чтобы повернуть такую серву на 45градусов, уже нужно подать импульс 1900мкс, соответственно остальные углы рассчитываются пропорцией. Чтобы повернуть на -45 градусов нужно подать импульс 1100мкс. Т.е. диапазон 90град. Еще видно, что под Continuous Rotation сей девайс не заточен, что хорошо.

Перейдем к практике. Есть поциент Futaba S3152, которым нужно покрутить туды — сюды.
futaba3152

Также можно это дело потестить в протеусе. Обычное подключение по трем проводам красный +5В, черный — земля, белый — управляющий.
servo

В последних версиях CAVR, в Codewizard появилось много ништяков, например можно вбить цифры в попугаях и увидеть период и импульс в секундах. Собственно нам важен режим fast pwm top ICR. Примечателен этот режим тем, что ICR задает период, а OCR ширину импульса.
servo_pwm

Период вычисляется очень просто:
ICR = (Частота таймера/50Hz)-1

Тогда нужную ширину импульса можно легко вычислить по пропорции:
20ms = ICR
?ms = OCR

В итоге можно переписать так:
OCR = (x*ICR)/20; где x это необходимая длительность импульса. Например, нужна длительность импульса в 1мс, значит OCR= (1*9C3)/20=0x7C.

Собственно и все. Теперь исходим из того, что нейтральная точка = 1524мкс или OCR1 = (1.524*9C3)/20 = 0xBE и зависимости от тогу куда нам нужно повернуть пересчитываем OCR. Простенький пример, поворачиваем на -45, затем 0 и потом +45.

#include <mega8.h>
#include <delay.h>
 
void main(void)
{
// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=Out Bit2=In Bit1=Out Bit0=In 
DDRB=(0<<DDB7) | (0<<DDB6) | (0<<DDB5) | (0<<DDB4) | (1<<DDB3) | (0<<DDB2) | (1<<DDB1) | (0<<DDB0);
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=0 Bit2=T Bit1=0 Bit0=T 
PORTB=(0<<PORTB7) | (0<<PORTB6) | (0<<PORTB5) | (0<<PORTB4) | (0<<PORTB3) | (0<<PORTB2) | (0<<PORTB1) | (0<<PORTB0);
 
// Timer/Counter 1 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: 125,000 kHz
// Mode: Fast PWM top=ICR1
// OC1A output: Non-Inverted PWM
// OC1B output: Disconnected
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge
// Timer Period: 20 ms
// Output Pulse(s):
// OC1A Period: 20 ms Width: 0,9924 ms
// Timer1 Overflow Interrupt: Off
// Input Capture Interrupt: Off
// Compare A Match Interrupt: Off
// Compare B Match Interrupt: Off
TCCR1A=(1<<COM1A1) | (0<<COM1A0) | (0<<COM1B1) | (0<<COM1B0) | (1<<WGM11) | (0<<WGM10);
TCCR1B=(0<<ICNC1) | (0<<ICES1) | (1<<WGM13) | (1<<WGM12) | (0<<CS12) | (1<<CS11) | (1<<CS10);
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x09;
ICR1L=0xC3;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x7C;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;
 
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization
TIMSK=(0<<OCIE2) | (0<<TOIE2) | (0<<TICIE1) | (0<<OCIE1A) | (0<<OCIE1B) | (0<<TOIE1) | (0<<TOIE0);
 
while (1)
      { 
        //-45
        OCR1A = (1100*0x9C3)/20000;
        delay_ms(1000);
        //0
        OCR1A = (1524*0x9C3)/20000;
        delay_ms(1000);
        //+45
        OCR1A = (1900*0x9C3)/20000;
        delay_ms(1000);
 
      }
}

Получилось так:

Для stm32 приведу пример настройки, которая помойму даже проще. Пример для stm32f103, нога PA1, тактовая 72МГц.

//Настройка ножки PA1 на альтернативную функцию
GPIO_InitTypeDef PORT_SETUP; 
 PORT_SETUP.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
PORT_SETUP.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; 
PORT_SETUP.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
GPIO_Init(GPIOA, &PORT_SETUP);
 
//настройка таймера
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_SETUP; 
TIM_SETUP.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   
TIM_SETUP.TIM_Period = 4096;     
TIM_SETUP.TIM_Prescaler = 351;  // 72мгц/4096/351=50hz  
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_SETUP);
 
//настройка ШИМ
TIM_OCInitTypeDef PWM_SETUP;  
//PWM_SETUP.TIM_Pulse = 200;    //4096 = 20ms 200 ~ 1ms
PWM_SETUP.TIM_Pulse = 0;   
PWM_SETUP.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; 
PWM_SETUP.TIM_OutputState =TIM_OutputState_Enable; 
PWM_SETUP.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; 
TIM_OC2Init(TIM2, &PWM_SETUP);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
 
while(1)
{
....
//где то внутри основного цикла меняем угол поворота переменной result
TIM2->CCR2 = (4096 * result)/20000;
}

И пара бонусных моментов. Особо крутые сервоприводы могут программироваться, качаешь отдельную софтинку, покупаешь спецпрограмматор и втыкаешься в те же 3 провода и можно регулировать параметры. Фактически прошивайка работает по юарту.
hyperion

Еще один момент, это крепление нагрузки. Пластиковые штуки, которые крепятся на вал называются качалками.
kachalki

8 комментариев: Управление сервоприводом

  • Спасибо за статью! Подскажите, пожалуйста, а как управлять сервоприводом на 24В с управляющей линией на 10В? Уже пару дней бьюсь ничего не получается… Если не сложно не могли бы Вы схему набросать, хоть от руки. Заранее спасибо!

  • через транзистор

  • Я уже думал над этим, но как его подключить правильно?

  • подключите через буфер, например cd4050, в качестве питающего задаете 10в, на вход сигнал от мк, с выхода на управляющую линию.

  • помогите расчитать для таймера 0 в attiny 13, и откуда вы взяли А1 в поле comp A

  • посмотрите в 5 уроке

  • А как получать данные об угле поворота с сервопривода?

  • если повезет можете расковырять серву, если там внутри есть потенциометр, то с него можно снимать данные АЦП

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Свежие записи
Последние комментарии
  • Загрузка...
Счетчик
Яндекс.Метрика