Как проверить сервопривод на работоспособность. Тестер сервоприводов
Сервопривод является стандартным компонентом для движущихся моделей и, кроме того, он используется и для других целей. Иногда может потребоваться проверить правильность работы сервопривода. Для этой цели и была разработана эта небольшая схема, которая позволяет быстро и легко протестировать практически все типы сервоприводов.
Кроме того, данным тостером можно проверить другие компоненты, которые могут быть подключены к системе дистанционного управления, например, контроллеры освещения или регуляторы двигателя. С помощью потенциометра ширина импульса может регулироваться от 0,9 мс до 2,1 мс, что соответствует диапазону регулирования от минус 120% до плюс 120%.
Схема состоит из 2 частей: собственно самого тестера сервопривода (DD1, R1, C3 и C4) и стабилизированного источника питания с напряжением +5В (DA1, C1 и C2).
Сторонний источник питания не обязателен, если подходящее напряжение уже доступно, например, от аккумулятора приемника с напряжением 4,8 В или 6 В. Однако в небольших моделях привод и вся электроника обычно питаются от одного элемента аккумулятора.
На схему питание подается через разъем К1. Напряжение должно быть в диапазоне от +5,5 В до +15 В, при этом хорошо подходят LiPo аккумуляторы с 2 или 3 ячейками (7,4 В или 11,1 В) или пакеты NiMH/NiCd с 5-10 ячейками.
Микросхема DA1 (L4940V5) — это так называемый стабилизатор с низким падением напряжения, которому достаточно входного напряжения 5,5 В для создания стабильных 5 В. Это было сделано специально, чтобы схема надежно работала в широком диапазоне входных напряжений.
Кроме того, здесь сознательно использовалась модель с током 1,5 А, так как питается не только сервотестер, но и сам сервопривод, подключенный к разъему K2. Причем в охлаждении стабилизатора нет необходимости, поскольку опыт показывает, что тестер работает в течение непродолжительного времени и стабилизатор не успевает нагреться.
Сервотестер очень прост и состоит в основном из микроконтроллера ATtiny13 (DD1) и потенциометра R1. В зависимости от положения на ползунке R1 снимается напряжение от 0 В до +5 В и подается на вход PB3 микроконтроллера.
Микроконтроллер с помощью АЦП преобразует это напряжение в значение от 0 до 255. В соответствии с этим значением на выводе PB4 генерируется импульсный сигнал для сервопривода, который на осциллографе выглядит следующим образом:
С помощью потенциометра R1 ширина импульса может быть изменена в диапазоне от 0,9 мс до 2,1 мс. Импульсный сигнал повторяется каждые 20 мс. В соответствии с установленной шириной импульса сервопривод принимает следующие положения:
Микроконтроллер может быть запрограммирован через ISP (разъем K3).
Конструкция
На верхнем рисунке показана готовая схема, которая была построена на макете размером 32 мм x 26 мм. В верхней части вы можете видеть регулятор напряжения с конденсаторами C1 и C2, потенциометр слева внизу и микроконтроллер справа. Микроконтроллер установлен панельку, чтобы плату можно было использовать в качестве устройства программирования для ATtiny13.
Напряжение подается с левой стороны платы через разъем JST. Таким образом, летная батарея вертолета может быть подключена напрямую. Остальные разъемы расположены на правой стороне платы: сверху подключается сервопривод, а снизу интерфейс для программирования. Черная метка между разъемами показывает, с какой стороны должна быть подключена линия заземления (черный провод сервомотора).
Как выглядит обратная сторона платы показано на нижнем рисунке. Как обычно, линии питания выполнены проводом диаметром 0,5 мм, для остальных использовалась медная проволока 0,3 мм.
Для безопасности схему следует установить в небольшой корпус или изолировать ее термоусадочной трубкой, при этом, конечно же, серво-разъем и потенциометр должны быть доступными.
Программное обеспечение
При программировании обязательно следует учитывать установку фьюзов. Они должны быть установлены следующим образом:
Программа микроконтроллера работает следующим образом: при включении питания сначала активируются порты ввода/вывода, АЦП, таймер и прерывание таймера.
Так как таймер должен формировать сервоимпульсы с малым шагом в диапазоне от 0,9 мс до 2,1 мс, то он работает на относительно быстрой частоте 150 кГц (отсчет примерно каждые 6,67 мкс).
Поскольку это 8-битный таймер, он переполняется после 256 тактовых импульсов (т.е. примерно через 1,707 мс) и снова начинает отсчет с 0. Чтобы расширить диапазон счета, при каждом переполнении запускается прерывание, а затем регистр микроконтроллера увеличивается на 1.
В результате получается 16-битный счетчик, который может не только генерировать сервоимпульсы длительностью до 2,1 мс, но также и интервал 20 мс, в котором сервоимпульсы должны регулярно повторяться.
После инициализации основная программа запускается в бесконечном цикле. В нем постоянно проверяется, достиг ли счетчик значения 3000, что соответствует уже упомянутому интервалу 20 мс. Если это происходит, то 16-битный счетчик снова устанавливается на 0, а импульсный выход PB4 устанавливается на высокий уровень (начало импульса).
Затем определяется положение потенциометра путем считывания значения аналого-цифрового преобразователя. Это значение, которое находится в диапазоне от 0 до 255, теперь должно быть преобразовано в значение, которое можно напрямую сравнить со счетчиком таймера. Таким образом, основной программный цикл может определить конец импульса и в нужный момент снова установить на выходе PB4 низкий уровень.
Положение потенциометра преобразуется в значение импульса в 2 этапа: сначала значение аналого-цифрового преобразователя умножается на 181, и используется только старший байт 16-битного результата. В результате получается значение от 0 до 180.
На втором этапе добавляется фиксированное значение 135, так что конечный результат представляет собой диапазон значений от 135 до 315. По отношению к циклу таймера примерно 6,67 мкс — это соответствует желаемому диапазону импульсов от 0,9 мс до 2,1 мс.
Основная программа теперь постоянно сравнивает текущее показание счетчика с только что определенным значением импульса и, когда это значение достигается, переключает выход PB4 обратно на низкий уровень (конец импульса).
Скачать прошивку (11,2 KiB, скачано: 322)
Похожие записи:
- Как подключить сервопривод к Ардуино. Пример использования сервопривода SG90
- Простая схема управления сервоприводом на микроконтроллере PIC12F675
- Простая схема управления сервоприводом при помощи таймера NE555
Простой тестер сервоприводов с индикатором
Сервотестер это прибор, предназначенный для проверки работоспособности сервопривода, определения его крайних углов, скорости передвижения, минимального шага, а также рысканья. Он может быть очень полезен строителям роботов, так как позволяет запустить привод и проверить функционирование модели до того как готова управляющая электроника. Подобные штуки используют в магазинах радиоуправляемых моделей для демонстрации покупателям возможностей сервомашинок. Однако, хочется иметь подобную вещь под рукой всегда. Конечно, можно купить самые разные тестеры, но гораздо интереснее сделать самому.
В этой статье я хочу поделиться опытом изготовления тестера сервоприводов в домашних условиях. Мой тестер управляется энкодером, имеет несколько режимов работы, а также оснащен индикатором для отображения текущего угла.
Схема и работа
В основе принципиальной схемы лежит микроконтроллер Attiny2313. Непосредственно к нему через транзисторы подключен семисегментный трехразрядный индикатор с динамической индикацией. На индикатор выводится текущее значение угла и режим работы. Для управления служат кнопка и энкодер. При нажатии на кнопку включается один из следующих режимов:
1 — приращение угла по 0,1 градусу
2 — по 1 градусу
3 — по 10 градусов
4 — перемещение вала между крайними точками (0 либо 150 градусов)
Энкодер изменяет текущий угол в большую или меньшую сторону, в зависимости от направления вращения. Кнопка и один из выводов энкодера подключены напрямую к внешним прерываниям МК. В момент нажатия на кнопку на пол секунды выводится текущий режим. Во время этих манипуляций на выводе PD6 МК присутствуют импульсы с длительностью от 0,8 до 2,3мс и частотой 50Гц. О самом алгоритме формирования управляющего сигнала я уже писал ранее. Схема имеет возможность питаться от источника постоянного напряжения 5В, либо от 7-12В. Выбор питания задается перемычкой.
Конструкция
Разработаны подробные чертежи самой платы (конечно, односторонней),… 
… сборочный чертеж лицевой… 
… и обратной стороны устройства. 
Обратите внимание на перемычки J1-J4. Это резисторы с нулевым сопротивлением в корпусе 1210.
Сборка и настройка
Как видно на чертежах на лицевой стороне находятся исключительно необходимые элементы управления, индикации, а также клеммы для подключения питания. Плату без труда можно изготовить в домашних условиях при помощи ЛУТ (не забудьте сделать рисунок платы зеркальным!). У меня она выглядит вот так:
Для программирования придется припаяться проводами к плате. Я специально развел ноги MOSI, MISO, SCK на индикатор, а на сигнале RESET оставил контактную площадку. При программировании фьюзы менять не надо, файл прошивки, печатная плата и список для покупки — в конце статьи.
Видео работы
Вместо заключения
В качестве достоинств своего устройства хочется отметить, что не часто у сервотестеров есть индикатор, особенно при стоимости менее 200р. В будущем я хочу добавить в прошивку еще два режима — для определения крайних углов и режим автоматического изменения угла.
И, конечно, плата, hex-файл и список для покупки.
UPD:
Основная статья теперь хранится здесь.
Как проверить сервопривод на работоспособность? СервоТестер
https://ypapa.ru/servotester.html Представляем вам канал магазина Юный Папа, не забывайте комментировать и подписываться на канал. Наш сайт: https://ypapa.ru Осуществляем доставку по России, СНГ Наш магазин в Москве https://ypapa.ru/contacts/ Наш магазин в Санкт-Петербурге https://ypapa.ru/contacts/spb/ Наш магазин в Воронеже https://ypapa.ru/contacts/voronezh/ Наш магазин в Мытищах https://ypapa.ru/contacts/mytishi/ Наш магазин в Ижевске https://ypapa.ru/contacts/ijevsk/ Наш магазин в Симферополе https://ypapa.ru/contacts/krym/ Наши сервис-центры в Москве, Санкт-Петербурге, Воронеже, Мытищах https://ypapa.ru/remont-radioupravlyaemyh-modeley/ Мы в YouTube: https://www.youtube.com/user/ypaparu Мы ВКонтакте: http://vk.com/ypapa_club Мы в твиттере: https://twitter.com/ypapa_ru
Показать больше
Войдите , чтобы оставлять комментарии
Тестер сервоприводов. Servo tester.
Сервотестер это прибор, предназначенный для проверки работоспособности сервопривода, определения его крайних углов, скорости передвижения, минимального шага, а также рысканья. Он может быть очень полезен строителям роботов, так как позволяет запустить привод и проверить функционирование модели до того как готова управляющая электроника. Подобные штуки используют в магазинах радиоуправляемых моделей для демонстрации покупателям возможностей сервомашинок. Однако, хочется иметь подобную вещь под рукой всегда. _________________________________________________________ Мой канал на Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCzcbv8H1Go18yXsICW2ZnzQ Мой канал на Rutube: http://rutube.ru/video/person/1040444/#personal _________________________________________________________ Группа ВКонтакте: http://vk.com/valan_techno Группа Facebook: https://www.facebook.com/groups/valantechno/ Эл. адрес: valantechno@groups.facebook.com Эл. письма, отправленные на данный адрес, будут отображаться в группе как публикации. _________________________________________________________ Servotester is the device intended for check of operability of the servo-driver, definition of his extreme corners, the speed of movement, the minimum step, and also roving. He can be very useful to builders of robots as allows to start the drive and to check functioning of model before the operating electronics is ready. Similar pieces use in shops of radio-controlled models for demonstration to buyers of opportunities a servomashinok. However, there is a wish to have a similar thing near at hand always. _________________________________________________________ My channel on Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCzcbv8H1Go18yXsICW2ZnzQ My channel on Rutube: http://rutube.ru/video/person/1040444/#personal _________________________________________________________ VKontakte group: http://vk.com/valan_techno Facebook group: https://www.facebook.com/groups/valantechno/ Al. address: valantechno@groups.facebook.com Al. the letters sent to this address will be displayed in group as the publication.
Показать больше
Войдите , чтобы оставлять комментарии