Laboratorium 1.5 – Wojciech Tarnawski

Zakres laboratorium:

Zapoznanie się z sygnałem PWM
Serwo modelarskie – sterowanie
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:

Źródło: http://tymkrs.tumblr.com/post/16765013540/rc-servo-basics

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
  Podłączenie serwomechanizmu do płytki EDU
podłączyć dwa przyciski do mikrokontrolera zgodnie z wcześniejszymi laboratoriami
utworzyć projekt według szablonu i skopiować:

C++

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);
	}

}

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