Hjem En del av
Grensesnitt servomotor med arm 7
En del av

Grensesnitt servomotor med arm 7

Anonim

I vår forrige opplæring har vi koblet trinnmotor til ARM7-LPC2148. I denne opplæringen vil vi kontrollere Servomotor med ARM7-LPC2148. Servomotor har lavt strømforbruk fordel i forhold til trinnmotor. En servomotor stopper strømforbruket når ønsket posisjon er nådd, men trinnmotoren bruker kontinuerlig strøm for å låse akselen i ønsket posisjon. Servomotorer brukes mest i robotprosjekter på grunn av nøyaktighet og enkel håndtering.

I denne opplæringen vil vi lære om Servo Motor og hvordan du kan interface Servo med ARM7-LPC2148. Et potensiometer er også grensesnitt for å variere posisjonen til servomotorens aksel, og en LCD for å vise vinkelverdien.

Servo motor

En servomotor er en kombinasjon av likestrømsmotor, posisjonskontrollsystem og gir. Servomotorens rotasjon styres ved å påføre et PWM-signal på den, bredden på PWM-signalet bestemmer motorens rotasjonsvinkel og retning. Her skal vi bruke SG90 Servo Motor i denne opplæringen, den er en av de populære og billigste. SG90 er en 180 graders servo. Så med denne servoen kan vi plassere aksen fra 0-180 grader:

  • Driftsspenning: + 5V
  • Girtype: Plast
  • Rotasjonsvinkel: 0 til 180 grader
  • Vekt: 9 gram
  • Dreiemoment: 2,5 kg / cm

Før vi kan begynne å programmere for Servomotoren, bør vi vite hvilken type signal som skal sendes for å kontrollere Servomotoren. Vi bør programmere MCU for å sende PWM-signaler til signalledningen til servomotoren. Det er en kontrollkrets inni servomotoren som leser PWM-signalets driftssyklus og posisjonerer servomotorakselen på det respektive stedet som vist på bildet nedenfor

For hver 20. millisekund sjekker Servomotor pulsen. Juster derfor pulsbredden til signalet for å rotere motorakselen.

  • 1 ms (1 millisekund) pulsbredde for rotasjon av servo til 0 grader
  • 1,5 ms pulsbredde for rotasjon til 90 grader (nøytral posisjon)
  • 2 ms pulsbredde for rotasjon av servo til 180 grader.

Før du kobler servo til ARM7-LPC2148, kan du teste servoen din ved hjelp av denne servomotortesterkretsen. Sjekk også hvordan en servomotor kan kobles til andre mikrokontrollere:

  • Servomotorstyring ved hjelp av Arduino
  • Servomotorgrensesnitt med 8051 mikrokontroller
  • Servomotorstyring ved bruk av MATLAB
  • Servomotorstyring med Raspberry Pi
  • Grensesnitt Servomotor med MSP430G2
  • Grensesnitt Servomotor med STM32F103C8

Styring av servomotor ved bruk av LPC2148 PWM & ADC

En servomotor kan styres av LPC2148 ved bruk av PWM. Ved å gi PWM-signal til SERVO'S PWM-pinne med en periode på 20ms og frekvens på 50Hz, kan vi plassere akselen til servomotoren rundt 180 grader (-90 til +90).

Et potensiometer brukes til å variere driftssyklusen til PWM-signalet og rotere servomotorens aksel. Denne metoden er implementert ved bruk av ADC-modulen i LPC2148. Så vi trenger både PWM- og ADC-konsepter som skal implementeres i denne opplæringen. Så vennligst referer til våre tidligere veiledninger for å lære PWM og ADC i ARM7-LPC2148.

  • Hvordan bruke PWM i ARM7-LPC2148
  • Hvordan bruke ADC i ARM-LPLC2148

PWM- og ADC-pinner i ARM7-LPC2148

Bildet nedenfor viser PWM- og ADC-pinnene i LPC2148. Gule bokser indikerer (6) PWM-pinner, og svart boks indikerer (14) ADC-pinner.

Komponenter kreves

Maskinvare

  • ARM7-LPC2148
  • LCD (16x2) skjermmodul
  • Servomotor (SG-90)
  • 3,3V spenningsregulator
  • 10k potensiometer (2 nr)
  • Brettbrett
  • Koble ledninger

Programvare

  • Keil uVision5
  • Flash Magic Tool

Kretsdiagram og tilkoblinger

Tabellen nedenfor viser forbindelsen mellom servomotor og ARM7-LPC2148:

SERVO PINS

ARM7-LPC2148

RØD (+ 5V)

+ 5V

BRUN (GND)

GND

ORANGE (PWM)

P0.1

Pinnen P0.1 er PWM-utgangen til LPC2148.

Tabellen nedenfor viser kretsforbindelsene mellom LCD og ARM7-LPC2148.

ARM7-LPC2148

LCD (16x2)

P0.4

RS (Register Select)

P0.6

E (Aktiver)

P0.12

D4 (datapinne 4)

P0.13

D5 (datapinne 5)

P0.14

D6 (datapinne 6)

P0.15

D7 (datapinne 7)

GND

VSS, R / W, K

+ 5V

VDD, A

Tabellen nedenfor viser forbindelsene mellom ARM7 LPC2148 og potensiometer med 3,3 V spenningsregulator.

3,3V spenningsregulator IC

Pin-funksjon

ARM-7 LPC2148 Pin

1. venstre pin

- Ve fra GND

GND-pinne

2. sentrum pin

Regulert + 3.3V utgang

Til potensiometer Inngang og potensiometer utgang til P0.28 i LPC2148

3. høyre pin

+ Ve fra 5V

INNGANG

+ 5V

Poeng å merke seg

1. En spenningsregulator på 3,3 V brukes her for å gi analog inngangsverdi til ADC-pinnen (P0.28) på LPC2148. Når vi bruker 5V strøm, må vi regulere spenningen med en spenningsregulator på 3,3V.

2. Et potensiometer brukes til å variere spenningen mellom (0V til 3,3V) for å gi analog inngang (ADC) til LPC2148 pin P0.28

3. Pinnen P0.1 til LPC2148 gir PWM-utgang til servomotoren for å kontrollere posisjonen til motoren.

4. I henhold til den analoge inngangsverdien (ADC) endres posisjonen til servomotoren fra (0 til 180 grader) gjennom PWM-utgangspinnen ved P0.1 i LPC2148.

Programmering ARM7-LPC2148 for servomotorstyring

For å programmere ARM7-LPC2148 trenger vi keil uVision & Flash Magic verktøy. Vi bruker USB-kabel til å programmere ARM7 Stick via mikro-USB-port. Vi skriver kode ved hjelp av Keil og lager en hex-fil, og deretter blinkes HEX-filen til ARM7-pinne ved hjelp av Flash Magic. Hvis du vil vite mer om å installere keil uVision og Flash Magic og hvordan du bruker dem, kan du følge lenken Komme i gang med ARM7 LPC2148 Microcontroller og programmere den ved hjelp av Keil uVision.

Trinn involvert i å konfigurere LPC2148 for PWM & ADC for å kontrollere servomotoren

Trinn 1: - Inkluder de nødvendige headerfilene for koding av LPC2148

#inkludere #inkludere #inkludere #inkludere

Trinn 2: - Neste ting er å konfigurere PLL for klokkegenerering ettersom den stiller inn systemklokken og den perifere klokken til LPC2148 etter hvert som programmerere trenger. Maksimal klokkefrekvens for LPC2148 er 60Mhz. Følgende linjer brukes til å konfigurere PLL-klokkegenerering.

void initilizePLL (void) // Funksjon for å bruke PLL for klokkegenerering { PLL0CON = 0x01; PLL0CFG = 0x24; PLL0FEED = 0xAA; PLL0FEED = 0x55; mens (! (PLL0STAT & 0x00000400)); PLL0CON = 0x03; PLL0FEED = 0xAA; PLL0FEED = 0x55; VPBDIV = 0x01; }

Trinn 3: - Neste ting å gjøre er å velge PWM-pinner og PWM-funksjonen til LPC2148 ved å bruke PINSEL-registeret. Vi bruker PINSEL0 som vi bruker P0.1 for PWM-utgang fra LPC2148.

PINSEL0 - = 0x00000008; // Innstilling av pinne P0.1 til LPC2148 som PWM3

Trinn 4: - Deretter må vi NULLSTILL timerne ved hjelp av PWMTCR (Timer Control Register).

PWMTCR = 0x02; // Tilbakestill og deaktiver teller for PWM

Og sett deretter neste forhåndsskalaverdi som bestemmer at oppløsningen til PWM er satt.

PWMPR = 0x1D; // Prescale Register-verdi

Trinn 5: - Sett deretter PWMMCR (PWM match control register) når det setter drift som tilbakestilling, avbryter for PWMMR0 og PWMMR3.

PWMMCR = 0x00000203; // Tilbakestill og avbryt på MR0-kamp, ​​avbryt på MR3-kamp

Trinn 6: - Maksimumsperioden for PWM-kanalen stilles inn ved bruk av PWMMR0 og Ton av PWM-driftssyklusen er innledningsvis satt til 0,65 msek.

PWMMR0 = 20000; // Tidsperiode for PWM-bølge, 20 ms PWMMR3 = 650; // Ton av PWM-bølge 0,65 msek

Trinn 7: - Deretter må vi sette Latch Enable til de tilsvarende kampregistrene ved hjelp av PWMLER

PWMLER = 0x09; // Låseaktivering for PWM3 og PWM0

(Vi bruker PWMMR0 og PWMMR3) Så aktiver den tilsvarende biten ved å sette 1 i PWMLER

Trinn 8: - For å aktivere PWM-utgangen til pinnen, må vi bruke PWMTCR for å aktivere PWM Timer-tellere og PWM-modus.

PWMPCR = 0x0800; // Aktiver PWM3 og PWM 0, enkeltkantstyrt PWM PWMTCR = 0x09; // Aktiver PWM og teller

Trinn 9: - Nå må vi hente potensiometerverdiene for å stille PWM-driftssyklus fra ADC-pinne P0.28. Så vi bruker ADC-modulen i LPC2148 for å konvertere potensiometre analog inngang (0 til 3,3 V) til ADC-verdiene (0 til 1023).

Trinn 10: - For å velge ADC-pinne P0.28 i LPC2148, bruker vi

PINSEL1 = 0x01000000; // Innstilling av P0.28 som ADC INPUT AD0CR = (((14) << 8) - (1 << 21)); // Innstilling av klokke og PDN for A / D-konvertering

Følgende linjer fanger den analoge inngangen (0 til 3,3 V) og konverterer den til digital verdi (0 til 1023). Og så deles disse digitale verdiene med 4 for å konvertere dem til (0 til 255) og til slutt mates som PWM-utgang i P0.1-pinne på LPC2148. Her konverterer vi verdiene fra 0-1023 til 0-255 ved å dele den med 4 da PWM på LPC2148 har 8-biters oppløsning (28).

AD0CR - = (1 << 1); // Velg AD0.1-kanal i ADC-registerforsinkelsestid (10); AD0CR - = (1 << 24); // Start A / D-konvertering mens ((AD0DR1 & (1 << 31)) == 0); // Sjekk FERDIG bit i ADC Data register adcvalue = (AD0DR1 >> 6) & 0x3ff; // Få RESULTATET fra ADC-dataregisteret dutycycle = adcvalue / 4; // formel for å få dutycycle-verdier fra (0 til 255) PWMMR1 = dutycycle; // sett tollsyklusverdi til PWM matchregister PWMLER - = (1 << 1); // Aktiver PWM-utgang med dutyycle-verdi

Trinn 11: - Deretter viser vi disse verdiene i LCD-modulen (16X2). Så vi legger til følgende linjer for å initialisere LCD-skjermmodulen

Ugyldig LCD_INITILIZE (ugyldig) // Funksjon for å gjøre klar LCD-skjermen { IO0DIR = 0x0000FFF0; // Stiller pin P0.12, P0.13, P0.14, P0.15, P0.4, P0.6 som UTGANG forsinkelsestid (20); LCD_SEND (0x02); // Initier lcd i 4-biters modus LCD_SEND (0x28); // 2 linjer (16X2) LCD_SEND (0x0C); // Vis på markøren av LCD_SEND (0x06); // Automatisk økningsmarkør LCD_SEND (0x01); // Vis klar LCD_SEND (0x80); // Første linje førsteplass }

Da vi koblet LCD i 4-biters modus med LPC2148, må vi sende verdier som skal vises som nibble for nibble (Upper Nibble & Lower Nibble). Så følgende linjer brukes.

ugyldig LCD_DISPLAY (char * msg) // Funksjon for å skrive ut tegnene som sendes en etter en { uint8_t i = 0; mens (msg! = 0) { IO0PIN = ((IO0PIN & 0xFFFF00FF) - ((msg & 0xF0) << 8)); // Sender Upper nibble IO0SET = 0x00000050; // RS HIGH & AKTIVER HIGH for å skrive ut data IO0CLR = 0x00000020; // RW LOW Skrivemodus forsinkelsestid (2); IO0CLR = 0x00000040; // EN = 0, RS og RW uendret (dvs. RS = 1, RW = 0) forsinkelsestid (5); IO0PIN = ((IO0PIN & 0xFFFF00FF) - ((msg & 0x0F) << 12)); // Sender nedre knabb IO0SET = 0x00000050; // RS & EN HØY IO0CLR = 0x00000020; forsinkelsestid (2); IO0CLR = 0x00000040; forsinkelsestid (5); i ++; } }

For å vise disse ADC- og PWM-verdiene bruker vi følgende linjer i int main () -funksjonen.

LCD_SEND (0x80); sprintf (displayadc, "adcvalue =% f", dutycycle); LCD_DISPLAY (displayadc); // Vis ADC-verdi (0 til 1023) vinkel = (adcvalue / 5.7); // Formel for å konvertere ADC-verdi til vinkel (o til 180 grader) LCD_SEND (0xC0); sprintf (vinkelverdi, "ANGLE =%. 2f deg", vinkel); LCD_DISPLAY (vinkelverdi);

Fullstendig kode og videobeskrivelse av opplæringen er gitt nedenfor

En del av

Redaktørens valg

Bygg din egen funksjonsgenerator med arduino og ad9833 dds funksjonsgenerator modul

Datastyrt robot ved hjelp av arduino

Slangespill på 8x8 matrise ved hjelp av arduino

Variabel strømforsyning av arduino uno

DIY bølgeformgenerator ved hjelp av arduino

Kontaktløst smart ir termometer ved hjelp av arduino og android - lagre og del resultatene med bilder