Серво сыққышы - USB су пистолеті: 5 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:28

USB басқарылатын серво су пистолеті. Күтпеген жолаушыларға оқ атуға немесе адамдарды мазалайтын сұрақтарға жауап бермеуге өте ыңғайлы. Бұл жоба - бағыттау үшін серво үстіне орнатылған шағын су сорғы. Бәрін микроконтроллер басқарады және пернетақтадан USB арқылы басқарылады. Біздің жобалар мен ақысыз бейне сабақтарды көру үшін біздің веб -сайтты қараңыз:

1 -қадам: материалдарды жинаңыз

Бұл жоба микроконтроллерге негізделген. USB NerdKit құрамына кіретін ATmega168 микроконтроллерінен басқа. Бұл жоба үшін біз төмендегілерді қолдандық: 1 Hobby Servo, Hitec HS-501 төмен вольтты поршенді су сорғы1 Кіші n-арна MOSFET, 2N7000

2 -қадам: Схеманы жинаңыз

Біздің тізбектің бірінші бөлігі сервоға қосылады. Бұл жерде қарапайым: микроконтроллерден сервоға бір сым. Өндірушіге байланысты бірнеше түрлі түсті таңбалау бар, сондықтан оны сынап көрмей тұрып тексеріңіз. NerdKits тақтасындағы ServoSquirter схемасының схемалық схемасы Схеманың екінші бөлігі микроконтроллерге сорғы қозғалтқышын қосуға және өшіруге мүмкіндік береді. ATmega168 чипінің өзі кез келген түйреуішке 40мА максималды рұқсат береді, бірақ біздің сорғы 1000мА -ға жақын болуды талап етеді! Осы үлкен жүктемені бақылау үшін біз үлкенірек транзисторды қолдануды жөн көрдік - 2N7000. Алдымен біз MOSFET -ті (Металл оксиді жартылай өткізгіш өрістік әсерлі транзисторлар) коммутаторлар ретінде қолданудың негіздерін түсіндіреміз: қақпаның кернеуін көзден жоғары көтере отырып, біз ағынды судың көзден ағысына жібере аламыз. 2N7000 деректер кестесінен біз әр түрлі қақпа көзінің кернеу параметрлері үшін ағызу тогы мен ағызу көзінің кернеуі арасындағы байланысты көрсететін 1-суретті шығардық. Бұл графиктен үйренуге болатын бірнеше маңызды нәрселер бар: 1. Шамамен 3,0 вольттан төмен VGS үшін ток ағуына рұқсат етілмейді. Бұл өшіру күйі, оны «шектеу» деп те атайды. 2. Шағын VDS үшін қисық бастапқы сызық бойынша шамамен сызықты көрінеді - бұл оның электрлік түрде резисторға ұқсайтынын білдіреді. Эквиваленттік кедергі - қисықтың кері көлбеуі. MOSFET операциясының бұл аймағы «триод» деп аталады. 3. Үлкен VDS үшін токтың максималды деңгейіне жетеді. Бұл «қанықтыру» деп аталады. 4. Біз VGS -ді ұлғайта отырып, триод пен қанықтылық режимдерінде көбірек ток ағуына рұқсат етіледі, енді сіз MOSFET -тің барлық үш режимі туралы білдіңіз: шектеу, триод және қанықтыру. +5 немесе 0), біз VGS = 5V үшін сары түспен белгіленген қисық туралы ғана алаңдаймыз. Әдетте MOSFET -ті коммутатор ретінде пайдалану триодтық жұмыс режимін қамтиды, себебі MOSFET қуатты PD = ID*VDS таратады, ал жақсы қосқыш коммутатордың өзінде аз қуатты таратуы керек. Бірақ бұл жағдайда біз қозғалтқышпен айналысамыз және қозғалтқыштар бірінші рет іске қосылған кезде көп токты қажет етеді (кернеудің төмендеуімен). Бірінші немесе екі секунд ішінде MOSFET жоғары VDS -пен жұмыс істейді және оның максималды токымен шектеледі - біз деректер кестесінде сызылған қызыл үзік сызықтан шамамен 800 мА. Біз сорғыны іске қосу үшін бұл жеткіліксіз екенін анықтадық, сондықтан біз кішкене амал қолдандық және екі MOSFET параллель қойдық. Осылайша, олар токты бөліседі және 1600мА шамасында тиімді түрде батып кетуі мүмкін. Сорғының жоғары қуатына байланысты біз жоғары ток шығысы бар қабырға трансформаторын қолдандық. Егер сізде 5 В -тан асатын қабырға трансформаторы болса - мүмкін 9 В немесе 12 В - онда сіз шамамен

3 -қадам: MCU -ге PWM орнатыңыз

PWM регистрлері мен есептеулері Бейнеде біз таймер/есептегіш модулі қолданатын екі деңгей туралы сөйлесеміз: жоғарғы мән және салыстыру мәні. Бұл екеуі де қалаған PWM сигналын шығаруда маңызды, бірақ ATmega168 PWM шығысын бірінші кезекте іске қосу үшін бізге бірнеше регистрлерді орнату қажет. Біріншіден, біз OCR1A бар жылдам PWM режимін таңдаймыз, бұл бізге жаңа импульсті қаншалықты жиі бастау керектігін реттеуге мүмкіндік береді, содан кейін біз сағатты 8-ге дейінгі бөлінумен орнатамыз, яғни есептегіш жоғарылайды. 1 -ге әр 8/(14745600 Гц) = 542 наносекунд. Бізде бұл таймер үшін 16-разрядты регистрлер болғандықтан, біз жалпы сигнал беру кезеңін 65536*542ns = 36 миллисекундқа дейін орната аламыз дегенді білдіреді. Егер біз үлкен бөлу нөмірін қолдансақ, біз импульстарымызды бір -бірінен алыстата аламыз (бұл жағдайда бұл көмектеспейді), және біз ажыратымдылықты жоғалтар едік. Егер біз кішірек бөлу нөмірін қолдансақ (мысалы, 1), біз серво күткендей импульстарымызды кемінде 16 миллисекундқа бөле алмас едік. шығысы, ол біздің бейнеде сипатталған. Біз сондай-ақ PB2 түйреуішін шығыс түйреуіші ретінде орнаттық-бұл мұнда көрсетілмеген, бірақ ол кодта. Бұл суреттерді ATmega168 мәліметтер парағының 132-134 беттерінен үлкейту үшін басыңыз, біздің регистр мәнінің таңдаулары бөлектелген:

4 -қадам: Микроконтроллерді бағдарламалау

Енді MCU -ны нақты бағдарламалау уақыты келді. Толық бастапқы код https://www.nerdkits.com/videos/servosquirter веб -сайтында берілген. Код алдымен PWM -ді сервоприводты басқару үшін орнатады. Содан кейін код пайдаланушы енгізуін күтетін уақытша циклде отырады. 1 және 0 таңбалары сорғы транзисторына қосылған MCU түйреуішін қосады немесе өшіреді. Бұл сорғыны қосады және өшіреді, бұл бізге өз еркімен ату мүмкіндігін береді. Код сонымен қатар '[' және ']' пернелеріне жауап береді, бұл пернелер PWM түйреуішіндегі салыстыру мәнін жоғарылатады немесе төмендетеді, бұл сервоға әкеледі. мотор позициясын өзгертеді. Бұл сізге оқ атудан бұрын мақсат қоюға мүмкіндік береді.

5 -қадам: Сериялық порт байланысы

Соңғы қадам - бұл микроконтроллерге командаларды жіберу үшін компьютерді орнату. NerdKit -те біз компьютерге командалар мен ақпаратты жіберу үшін сериялық кабельді қолданамыз. NerdKit -ке сериялық порт арқылы хабарласа алатын көптеген бағдарламалау тілдерінде қарапайым бағдарламалар жазуға болады. Бізге сериялық байланыс жасау үшін терминалды бағдарламаны қолдану әлдеқайда қарапайым. Осылайша сіз жай ғана пернетақтада тере аласыз және NerdKit. Windows жауаптарын көре аласыз, егер сіз Windows XP немесе одан бұрынғы нұсқаны қолдансаңыз, HyperTerminal қосылған және ол Бастау мәзірінде «Бастау -> Бағдарламалар -> Аксессуарлар -> астында болуы керек. Байланыс ». HyperTerminal -ды бірінші рет ашқанда, ол байланыс орнатуды сұрайды. Негізгі HyperTerminal сценасында болмайынша, олардан бас тартыңыз. NerdKit -пен жұмыс істеу үшін дұрыс COM портын таңдап, порт параметрлерін тиісті түрде орнату үшін HyperTerminal орнату қажет болады. HyperTerm -ді дұрыс орнату үшін төмендегі скриншоттарды орындаңыз. Егер сіз Windows Vista жүйесінде болсаңыз, HyperTerminal енді қосылмайды. Бұл жағдайда PuTTY (Windows орнатушысы) жүктеп алыңыз. Тиісті COM портын қолданып Putty орнату үшін төмендегі қосылым параметрлерін пайдаланыңыз. Mac OS X Терминал қосымшасына кіргеннен кейін, сериялық порт арқылы байланысты бастау үшін «screen /dev/tty. PL* 115200» теріңіз. minicom »сериялық портпен сөйлесу үшін. Бастау үшін консольдегі «minicom -s» пәрменін іске қосып, minicom реттеу мәзіріне кіріңіз. «Сериялық портты орнату» бөліміне өтіңіз. Параметрлерді төмендегідей орнатыңыз: Linux -те Minicom конфигурациясы Содан кейін, esc пернесін басып, параметрлерді әдепкі ретінде сақтау үшін «Орнатуды dfl ретінде сақтау» пәрменін пайдаланыңыз. Енді сіз «Шығу» түймесін басып, NerdKit -пен сөйлесу үшін minicom -ды пайдалана аласыз.