Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 1 Mikrocomputertechnik Jürgen Walter „PWM-SERVO-Quickie“ Ansteuerung eines Servomotors.

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1 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 1 Mikrocomputertechnik Jürgen Walter „PWM-SERVO-Quickie“ Ansteuerung eines Servomotors

2 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 2 Lernziele:  Ansteuerung eines Servomotors  Zusammenhang: Pulsweite – Winkelstellung  Kalibration eines Systems mit Servo  Belastung der CPU minimieren

3 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 3 Voraussetzungen  IDE-Quickie  PWM-LED-Quickie

4 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 4 Wiederholung 1  PWM-Programm: L_25_50_75  Es werden 3 LEDs mit verschiedenem Duty-Cycle angesteuert – 25% - 50% - 75%

5 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 5 Wiederholung 2 – Vergleich PCA0 - CPx

6 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 6 Funktion des Servos  Die Pulsbreite zwischen 900µs und 2100µs für den Servo entspricht der Winkelstellung zwischen 0° und 180°

7 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 7 Aus Datenblatt des Servos HITEC HS-311 Elektr.  Servoimpuls – Alle HiTEC-Servos benötigen Impulse zwischen 3-5V und einer Länge von 0,9 bis 2,1 ms. Die Neutralposition liegt bei 1,5 ms. Die Wiederholrate beträgt 50 Hz (20 ms).  Betriebsspannung - Sie liegt zwischen 4,8 und 6V.  Farbcodierung der Kabel - SCHWARZ für Minus, ROT für Plus, GELB für Impuls-Signal  Drehrichtung - Alle HiTEC Servos arbeiten im Uhrzeigersinn (CW).

8 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 8 Aus Datenblatt Servo HITEC HS-311-Mechanik  Getriebe: Nylon  Kugellager: 0  Geschwindigkeit bei 4,8 V: 0,19 sec/60°  Geschwindigkeit bei 6,0 V: 0,15 sec/60°  Drehmoment bei 4,8 V: 30 Ncm  Drehmoment bei 6,0 V: 35 Ncm  Abmessungen: ca. 40 x 20 x 36,5 mm  Gewicht: ca. 43 g  Irun 180mA – Imax bei 6V: blockieren 800mA

9 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 9 Kleine Berechnung Servomotor (Excel) SYSCLK/HzT_PWMNeutralposition/sHalbe Impulsbreite/s 3000000=65536/A20,00150,0006 PW/sSchritteComparein Hex links =Neutralposition_s- Halbe_Impulsbreite_s=RUNDEN(B5*A2;0)=RUNDEN(65536-C5;0)=DEZINHEX(D5) Mitte=Neutralposition_s=RUNDEN(B6*A2;0)=RUNDEN(65536-C6;0)=DEZINHEX(D6) rechts =Neutralposition_s+Halbe _Impulsbreite_s=RUNDEN(B7*A2;0)=65536-C7=DEZINHEX(D7) 1°=(C5-C7)/180Schritten 120=A10*B9Schritten=D5+B10=DEZINHEX(D10) SYSCLK/HzT_PWMNeutralposition/sHalbe Impulsbreite/s 3,00E+060,0218453330,00150,0006 PW/sSchritteComparein Hex links0,90E-032700,0062836F574 Mitte1,50E-034500,0061036EE6C rechts2,10E-036300,0059236E764

10 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 10 PWMPulsweitenmodulation von 90° auf 0° T=21,845ms FFFFh EE6Ch F574h E764h 0 PWM Vcc Gnd 180° 90° 0° t 0 =PCA0CPn -//-

11 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 11 PWMPulsweitenmodulation 90° auf180° T=21,845ms FFFFh EE6Ch F574h E764h 0 PWM Vcc Gnd 180° 90° 0° t 0 -//-

12 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 12 T=20msU t Servo – Datenblatt - Übersetzung Wiederholrate 50Hz  20ms 0,9ms – 2.1ms Neutralposition: 1,5ms 0,9ms 1,5ms 2,1ms

13 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 13 T=21,84ms U t Servo – PCA0 - Übersetzung Wiederholrate 45,77Hz  21,84ms 0,9ms = 62835 – 2.1ms = 59234 Neutralposition: 1,5ms = 61035 0,9ms 1,5ms 2,1ms Sysclk3000000 21,8465536 0,962835F573 1,561035EE6B 2,159234E762

14 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 14 Programm: SERVO_LR  Servo fährt in Mittenstellung  T2 – Servo fährt im Uhrzeiger  T3 – Servo fährt gegen Uhrzeiger  Idee: Nach ca. n*21,84ms entsteht Interrupt  der Inhalt von PCA0CPx wird geändert  die Servostellung ändert sich.

15 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 15 Interrupt PCA0 – Vector / ISR ;ORG ORG 05Bh;Interrupt Vector PCA clr CF;Interrupt bestaetigt call ISR_PCA0; RETI ISR_PCA0: djnz R2,ISR_PCA_ENDE;Sind bereits n Interrupts ;aufgetreten? mov R2,#PCA0_INT;Wiederladen des Zaehlregisters

16 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 16 Programmteil: PCA0CPx addieren jb P1.2,C_AB ;T2? Abfrage AUF? mov A,PCA0CPL0;Compare 0 Low Byte in Akku clr C;Carry loeschen add A,#C_ADD mov PCA0CPL0,A;Low Byte wieder zurücksch. mov A,PCA0CPH0;High Byte Compare holen jnc KEINUEBERTRAG_1 inc A KEINUEBERTRAG_1: mov PCA0CPH0,A;HB Compare schreiben

17 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 17 Programmteil: PCA0CPx subtrahieren C_AB: jb P1.3,ISR_PCA_ENDE;T3 betaetigt? mov A,PCA0CPL0;Compare 0 Low Byte in Akku clr C;Carry loeschen subb A,#C_ADD mov PCA0CPL0,A;Wieder zurueckschreiben mov A,PCA0CPH0;High Byte Compare holen jnc KEINUEBERTRAG_2 dec A KEINUEBERTRAG_2: mov PCA0CPH0,A;High Byte Compare schreiben ISR_PCA_ENDE: ret

18 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 18 ÜBUNGEN: Ü01 Kalibrieren Sie ihren Servo auf 0°; 90°; 180° Ermitteln Sie die dazugehörigen Werte von PCA0CPx Ü02 Variieren Sie die Schrittweite Ü03 Variieren Sie die Geschwindigkeit durch Veränderung der „Interruptanzahl zur Änderung“ Ü04 Ermitteln Sie die maximale Geschwindigkeit °/s, indem Sie zwischen T2: 0° und T3: 180° fahren und über 10 Messungen mitteln. Ü05 Bauen Sie jetzt einen Scheibenwischer der zwischen 0° und 180° wischt.

19 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 19 Quickies – schnell und intensiv lernen  Ziel erreicht!

20 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 20 Metaphern

21 Mikrocomputertechnik PWM-SERVO-Quickie Prof. J. Walter Stand Dezember 2014 21