Laboratorium 1.5

Zakres laboratorium:

1. Zapoznanie się z sygnałem PWM
2. Serwo modelarskie – sterowanie
3. Propozycja oceny – zaliczenie kursu

Na zajęcia należy przynieść kątomierz.

 

Zadania do wykonania:

• Wejściówka
• Zadanie 2.1
• Zadanie 2.2
• Zadanie 2.3 – zadanie na ocenę 5,5
• Zadanie 3.1

1. Sygnał PWM

Przygotować informacje o sygnale PWM (wejściówka):

• co to jest sygnał PWM?
• do czego służy – wymienić 3 zastosowania
• narysować przebiegi sygnału PWM (sygnał o długości 3 okresów):
  • urządzenie wyłączone
  • urządzenie włączone na 50% mocy
  • urządzenie włączone na 100% mocy

2. Serwo modelarskie – sterowanie

Podstawowe informacje o serwomechanizmach modelarskich można znaleźć na stronie: Link. Serwo modelarskie jest urządzeniem, któremu za pomocą sygnału nazywanego RC-PWM można zadać położenie ramienia, układ wewnętrzny serwa ustawia ramię odpowiednio do podanego sygnału. Sygnał sterujący jest to sygnał ciągły o częstotliwości 50Hz (długość pojedynczego impulsu to 20ms). Do sterowania wykorzystywane jest tylko część tego sygnału, ponieważ sterujący impuls posiada szerokość w zakresie 0,5-2,5ms (w zależności od serwa). Proces sterowania widać na poniższym rysunku:

Ustawienie pozycji skrajnej „+90” oznacza podanie sygnału o okresie 20ms ale długość stanu wysokiego to tylko 0,9ms. Położenie „-90” to podanie sygnału, w którym stan wysoki wynosi 2,4ms. Inne długości stanu wysokiego oznaczają inne pośrednie położenia.

Pierwsze kroki:

• podłączyć serwomechanizm do płytki EDU według poniższego schematu:
  • przewód czarny/brązowy – podłączyć do GND
  • przewód czerwony – podłączyć do +5V
  • przewód żółty/biały – podłączyć do PD5

    

• podłączyć dwa przyciski do mikrokontrolera zgodnie z wcześniejszymi laboratoriami
• utworzyć projekt według szablonu i skopiować:

int main() {
        //Ustawic wyprowadzenie OC1A jako wyjscie
	

	//Ustawienia rejestrow Time1
	//Tabela 16.2-16.4 - Fast PWM - Clear OC1A...
	

	//Tabela 16.5 - Fast PWM - Top: ICR1
	

	//Prescaler: clk/8
	

	//Zapisac do rejestru ICR1, wartosc aby czestotliwosc sygnalu wynosila 50Hz
	ICR1 = 0;
	
	

	while (1) {
		//Ustawic pozycje -90
		OCR1A = 0;
		_delay_ms(2000);
		//Ustawic pozycje 0
		
		_delay_ms(2000);
		//Ustawic pozycje +90
		
		_delay_ms(2000);
		//Ustawic pozycje 0
		
		_delay_ms(2000);
	}

}

 

Zadanie 2.1

• serwo podłączone jest do nóżki PD5 posiadającą funkcję OC1A (wyjście Kanału A z Timer1), dzięki takiej konfiguracji na tym wyprowadzeniu można generować sprzętowo sygnały z wykorzystaniem Time1, skopiować powyższy kod programu i uzupełnić zgodnie z komentarzami
• w pętli while(1) – dopisać sterowanie (ustawianie wypełnienia/długości stanu wysokiego) zgodnie z komentarzami. Serwo powinno poruszać się według następującej sekwencji: -90, 0, +90, 0, …

Zadanie 2.2

Za pomocą dwóch podłączonych przycisków zrealizować następujące zadanie:

• Przycisk Up – zwiększa wychylenie serwomechanizmu
• Przycisk Down – zmniejsza wychylenie serwomechanizmu

Zadanie 2.3 – zadanie na ocenę 5,5

• podłączyć wyświetlacz LCD (jak podłączyć LCD) i  wyświetlić wartość:
  • aktualnie podawanego wypełnienia – szerokości impulsu w ms
  • kąt aktualnego położenia serwomechanizmu – 0-180 st.
• zmieniać wartość przy pomocy przycisków i zrobić tabelkę, w której zostanie porównana wartość wypełnienia z kątem wychylenia, narysować wykres

Zagadnienia na przyszłe zajęcia:

• powtórzenie całego materiału
• RS232/UART – komunikacja z komputerem PC

3. Propozycja oceny – zaliczenie kursu

Warunki zaliczenia: Link

Zadanie 3.1

• przedstawienie propozycji oceny
• odpowiedź ustna