Saludos,
Edito: 21/6/2020
Pues no ha llovido ni nada. A las buenas, vengo a citarme yo mismo, el anterior post es incorrecto de ahí de añadirle el FAIL en grandote el motivo es que no funciona. Para empezar el caso de no funcione es que las salidas del PWM no van a 50 hz que es la premisa para que funcione un servo. Por ello y sin borrar el anterior porque creo que de los errores se aprende más de lo que uno cree. Voy a rehacer el post.
Edito: 21/6/2020
Pues no ha llovido ni nada. A las buenas, vengo a citarme yo mismo, el anterior post es incorrecto de ahí de añadirle el FAIL en grandote el motivo es que no funciona. Para empezar el caso de no funcione es que las salidas del PWM no van a 50 hz que es la premisa para que funcione un servo. Por ello y sin borrar el anterior porque creo que de los errores se aprende más de lo que uno cree. Voy a rehacer el post.
Continuando con mis prototipos, hoy os presento una placa para controlar 4 servomotores, vendría a substituir la placa que os mostré en la entrada anterior , pero con otro tipo de motores. Empleamos el PIC16F1509
el modelo superior del PIC16F1503,
más memoria más pines más tamaño. y la oportunidad de emplear los 4 PWM para
obtener un control de los servomotores.
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Figura 1 placa del
prototipo
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Los servomotores funcionan a una frecuencia de 50 Hz , eso
equivale a un ciclo de reloj de 20 ms, y el régimen de trabajo se desarrolla entre
1 y 2 ms. Este dato puede variar en función
de los Servomotores que empleemos. La
placa dispone de un conector de alimentación extra para los servos, para los
test y las pruebas he empleado la tensión propia del i2c y los servomotores DFR0399 un micrometal de
75:1 con control de servo. En este caso en vez de controlar la posición,
controlamos la velocidad y la dirección.
Conexiones
Pic
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Función
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RC5
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Servo01
à pwm1 en el pic
|
RC3
|
Servo02 àpwm2 en el pic
|
RB7
|
LED
|
RA0
|
I/O o ANALOGICA
|
RA1
|
I/O
o ANALOGICA
|
RA2
|
Servo03 à pwm3 en el pic
|
RC1
|
Servo04
à pwm4 en el pic
|
RB4
|
SDA
|
RB6
|
SCL
|
Control de los ServoMotores
Al emplear el modelo PICF1509 podemos usar los cuatro PWM
del pic para que nos generen un pulso con una frecuencia de 50Hz, o lo que es
lo mismo 20 ms. Que el tiempo que necesitan la mayoría de los servos para
funcionar.
Esto lo conseguimos:
- Para conseguir este intervalo de tiempo en el Timer 2, es necesario poner el reloj interno del pic a 8Mhz en vez de los 16Mhz que permite.
setup_timer_2(T2_DIV_BY_16,250,10); //2,0 ms overflow, 20,0 ms interrupt
Nota: Es incorrecto la explicación, para empezar vamos a
explicar que es cada parte :
T2_DIV_BY_16 es el Preescaler en este caso 16 y puede ser
16,4,1.
PR2 o carga del Timer2 es el segundo valor en este caso 250.
Postscale es el tercer valor en nuestro caso 10.
Si fuéramos a emplear una interrupción en el Timer2 se daría
cada 20ms y tendría una frecuencia de 50HZ, pero para el PWM debemos fijarnos
en el dato del overflow que nos indica que
es cada 2,0 ms eso es un frecuencia de 500H, y eso es lo que no va a dar
las salidas de PWM. Como conseguimos los
50HZ, luego lo explico.
- .Vamos a hacer algunos números.
Nota: volvemos al mismo error anterior la frecuencia de
salida es 500Hz no 50Hz, otra forma de detectar el error es que la resolución máxima
que dispone el pic es de 10 bits es decir 1024.
Estos valores se adecuan mas a los 10 bits de resolución,
pero nos dejan un margen de maniobra muy reducido 90 valores para determinar 180
grados. Dependiendo de la aplicación podría funcionarnos.
Pero la cuestión es que no es fácil que nos funcione,
vamos a resolver el primer problema conseguir 50hz en las salidas. Para conseguirlo
tenemos que poner el oscilador interno a funcionar a 500KHZ.
setup_timer_2(T2_DIV_BY_16,155,1); //20,0 ms overflow, 20,0 ms interrupt
Y pensamos Bueno toda
ira más lento, pero si funciona…
La comunicación I2C no
va a esa velocidad a no ser que la bajes con lo que perjudicas al resto de
sistemas.
Controlar servos con PWM es una mala alternativa, el control se simplifica,
pero te quedas sin proceso.
Entonces como controlamos 4 servos con un pic mediante I2C
Este es un tema que llevo mucho tiempo plantándome y que no
hallaba fácil solución, utilizando una interrupción en timer2 a 20ms.
setup_timer_2(T2_DIV_BY_16,250,10); //2,0 ms overflow, 20,0 ms interrupt
1 servo, pan comido
|
#INT_TIMER2
void TIMER2_isr(void) {
output_high(PIN_C3);
delay_us(pulse_time);
output_low(PIN_C3);
}
|
2 servos, no hay problema, miramos quien tiene el
pulso mas corto.
|
#INT_TIMER2
void TIMER2_isr(void){
output_high(PIN_C3);
output_high(PIN_C5);
if(pr1>pr2){
delay_us(pr2);
output_low(PIN_C5);
delay_us(pr1-pr2);
output_low(PIN_C3);
}else if (pr1<pr2){
delay_us(pr1);
output_low(PIN_C3);
delay_us(pr2-pr1);
output_low(PIN_C5);
}else{
delay_us(pr1);
output_low(PIN_C3);
output_low(PIN_C5);
}
}
|
3 servos ya se complican un poco mediante este
sistema, el tiempo de ordenar cual va antes puede hacerse mas alto que la
misma interrupción. Pero se podría hacer…
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Con cuatro ya lo tengo probado que no va, entonces como hacerlo. Pues de una manera absurdamente simple. Gracias por abrirme los ojos.
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Si tengo 20 ms de interrupción y 4 servos, porque no reservo
5 ms de la interrupción para cada servo. A efectos practico son 4 señales de 50Hz
desfasada 5 ms la una de la otra pero en cada ciclo. Si me apuras y marcas un tiempo de 2,5 valido para casi la mayoría de servos, se podría controlar 8 servos diferentes.El código:
#INT_TIMER2
void TIMER2_isr(void) {
// cada 3 ms actua un servo
empezamos por RC5
output_high(PIN_C5);
delay_us(servo[0]);
output_low(PIN_C5);
delay_us(3000-servo[0]);
/////////////////////////
output_high(PIN_C3);
delay_us(servo[1]);
output_low(PIN_C3);
delay_us(3000-servo[1]);
/////////////////////////
output_high(PIN_C1);
delay_us(servo[2]);
output_low(PIN_C1);
delay_us(3000-servo[2]);
//////////////////////////
output_high(PIN_A2);
delay_us(servo[3]);
output_low(PIN_A2);
}
|
Las duraciones del pulso se guardan en un vector int16_t
servo[4]={1500,1500,1500,1500};
Se podría enviar la posición en un int16_t y tener un control total y no un valor de conversión pero no todo el mundo lleva bien lo de trabajar con microsegundos.
Para el nuevo control los valores max=2200, min=800 y cero
=1500.
Modo individual
El control se simplifica mucho. Convertimos en valor de
ángulo en su equivalente para el ancho del pulso del pwm.
- Posición del servomotor àservo[0..3], ángulo[0..180]
- Posición del servomotor con delay predefinido àservo[0..3], ángulo[0..180]
- Posición del servomotor con delay àservo[0..3], ángulo[0..180], delay(int16)
void servo_individual(int nServo, int angle)
{
servo[nServo]=angle;
}
Modo Coordinado
En este modo va en función de la aplicación que vamos a
realizar. Si empleamos en ejemplo de los motores, el control de un vehículo con
tracción a las cuatro ruedas. En este sentido el ángulo se interpreta como
velocidad.
0°
|
90°
|
180°
|
Máxima velocidad ßß
|
Stop
|
Máxima velocidad àà
|
Dirección àForward, Backward, Lef, Right, Turn_left,
Turn_right, Stop
·
Modo coordinado
o
Instrucción àPalabra de control,
ángulo (0..180)
§
0001 xxxx à Stop
§
0000 0011 à Forward
§
0000 1100 à Backward
§
0000 1010 à Left
§
0000 0101 à Right
§
0000 1111 à Turn_left
§
0000 0000 à Turn_right
o
Instrucción con delay predefinido à
Palabra de control, ángulo (0..180)
o
Instrucción con delayà Palabra de control, ángulo
(0..180),delay(int16)
Ejemplo de función en Modo coordinado
void servomotor_con_all( int control,int angle)
{
if(!bit_test(control,4)) //non STOP
{
if(!bit_test(control,3)) servo[0]=angle;
else servo[0]=max-angle;
if(!bit_test(control,2)) servo[1]=angle;
else servo[1]=max-angle;
if(!bit_test(control,1)) servo[2]=angle;
else servo[2]=max-angle;
if(!bit_test(control,0)) servo[3]=angle;
else servo[3]=max-angle;
}else stop_all();
}
El control mediante PWM simplifica mucho el tipo de control, tanto el individual como el coordinado.
Instrucciones I2c para controlar el driver
cmd
|
Datos
|
Función
|
0x01
|
--
|
Led
on
|
0x02
|
--
|
Led off
|
0x10
|
ServoMotor,
ángulo
|
control
motor individual
|
0x11
|
ServoMotor,ángulo
|
control motor individual con delay por defecto
|
0x12
|
ServoMotor,ángulo,delayH,delayL
|
control
motor individual con delay enviado
|
0x15
|
Control,ángulo
|
Control Servomotores
|
0x16
|
Control,ángulo
|
Control
Servomotores con delay por defecto
|
0x17
|
Control,ángulo, delayH,delayL
|
Control Servomotores con delay enviado
|
0x20
|
delayH,delayL
|
Cambio
delay
|
0x30
|
--
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Leer la entrada analógica A0
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0x31
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Leer
la entrada analógica A1
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0x32
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--
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Leer variable de control 4660
|
Esta placa esta interesante pues ofrece poder controlar diferentes servos sin tener que saturar a la cpu, con varias placas de este tipo conectadas a un máster se podría controlar un hexapodo mediante mensajes de i2c. Mi obsesión por este protocolo es alta.
Anakleto.
