Кобра III

Для отладки на математическом (симулятор) уровне, компом смотреть наверное удобнее. У меня немного другой подход - всё в железе, чисто экспериментально. А математика даёт только диапазон, в пределах которого нужно крутить коэффициенты. Кроме того, я ничего не исключаю. Сейчас первая задача - оживить электромеханику. Посмотреть, на что ЭТО будет похоже в реальности. И сделать бодрящий ролик.

зы: А первейшая задача - закончить стенд.
зы: Поздравил себя - оба моих датчика имеют SPI.

Вот что нашёл касательно ручного управления сервомотором с помощью потенциометра (см. пост выше). Как мне кажется, очень близко к тому, что нужно (PIC16F877A):

TURNING POTENTIOMETER TO CONTROL MOTOR

Program 15.3 also demonstrates one of the ways in which a potentiometer (in this case acting as an error signal) can control the position of an encoded motor. In our case the potentiometer provides a count of up to 255 so we can move the motor about three turns (as set up with the 42-slot encoder, each slot in the encoder gives us two counts because the PIC 18F4331 has been set to read both the rising and falling edge of the signal).

If we want the motor to move more than three turns, we can use a multiplier to
change the value read from the potentiometer, but we are still limited to the 255 dif-ferent positions that the potentiometer provides. (We can also read the potentiometer as a 10-bit variable, which will give a reading of from 0 to 1023.)
As we add or subtract the potentiometer reading from the register that contains the
encoder counts to bring the motor to its set position, we have a rudimentary motor
control algorithm. Of course there are many improvements to be made, but basically
that is what we are trying to do with all programs that control encoder coupled
motors.

Program 15.3 provides the rudimentary control needed to hold a motor on an encoder position as just described. Later programs modify this code to add the features and refinements we have been discussing. As you turn the potentiometer further and
further, the motor moves further and further—that is, it follows the potentiometer. The motor moves because the potentiometer position is being added to the target register (not the position register) each time through the loop. It is not cumulative. The LCD display shows the contents of the four low bits of PORTC and the 16-bit position register and the gain so we can see what is going on.

What we have is a simple motor position controller operated from a potentiometer.
This would be an easy way to move a controlled device in a laboratory set up. With a few wire extensions you could also do the following:

- Move a control lever remotely
- Open and close a motorized gate
- Remove yourself from a dangerous environment
- Turn a knob or a steering wheel on a car with a large servo
- Control one axis of the orientation of a remote camera
- Use the remote motor as a general purpose positioning servo

The controlling input does not have to be the potentiometer; any of the methods that we have at our disposal to read resistances, capacitances, frequencies, and so on with the 16F877A can be used as the input signal. We can use a hobby R/C signal to create a remotely operated radio controlled system.

Let us modify the control algorithm to add one to the gain during each pass through
the zeroing loop (integrating the gain) if the motor is not at its home position. This will make the motor move to its target position more and more strongly each time through the loop if is not at the target position. If unrestrained, the gain will again cause the motor to over control and go into oscillations. You can watch the position and the gain on the LCD as you move the motor shaft back and forth. Note that, as always, the gain has to be limited to 255 to keep the gain byte from overflowing. It may also have to be limited to a less aggressive value to prevent over control.

Program 15.3 Hold position, proportional gain with integration added.
Sophisticated “holding a motor on position” program. Potentiometer value is added
to the motor target position.

1. CLEAR ; clear memory
2. DEFINE OSC 20 ; 20 MHz clock (40 better)
3. DEFINE LCD_DREG PORTD ; define LCD connections
4. DEFINE LCD_DBIT 4 ; 4 data bits
5. DEFINE LCD_BITS 4 ; data starts on bit 4
6. DEFINE LCD_RSREG PORTE ; select register
7. DEFINE LCD_RSBIT 0 ; select bit
8. DEFINE LCD_EREG PORTE ; enable register
9. DEFINE LCD_EBIT 1 ; select bit
10. LOW PORTE.2 ; set bit low for writing to the LCD
11. DEFINE LCD_LINES 2 ; lines in display
12. DEFINE LCD_COMMANDUS 2000 ; delay in μs
13. DEFINE LCD_DATAUS 50 ; delay in μs
14. DEFINE ADC_BITS 8 ; set number of bits in result
15. DEFINE ADC_CLOCK 3 ; set clock source (3=rc)
16. DEFINE ADC_SAMPLEUS 50 ; set sampling time in μs
17. DEFINE CCP2_REG PORTC ; hpwm 2 pin port
18. DEFINE CCP2_BIT 1 ; hpwm 2 pin bit 1
19. CCP1CON=%00111111 ; set status register
20. TRISA =%00011111 ; set status register
21. LATA =%00000000 ; set status register
22. TRISB =%00000000 ; set status register
23. LATB =%00000000 ; set status register
24. TRISC =%00000000 ; set status register
25. TRISD =%00000000 ; set status register
26. ANSEL0=%00000001 ; page 251 of data sheet, status
27. ; register
28. ANSEL1=%00000000 ; page 250 of data sheet, status
29. ; register
30. QEICON=%10001000 ; page 173 counter set up, status
31. ; register
32. INTCON=%00000000 ; set status register
33. INTCON2.7=0 ; set status register
34. ;
35. POSITION VAR WORD ; set variables
36. TARGET VAR WORD ; set variables
37. MOTPWR VAR WORD ; set variables
38. POTVALUE VAR BYTE ; set variables
39. INTPWR VAR BYTE ; set variables
40. PORTC.0=0 ; break off, motor control
41. PORTC.1=0 ; PWM bit for Channel 2 of HPWM
42. PORTC.2=0 ; PWM bit for Channel 1 of HPWM
43. PORTC.3=1 ; dir bit for motor control
44. PAUSE 500 ; LCD start up pause
45. LCDOUT $FE, $01, "START/CLEAR" ; clear message
46. PAUSE 100 ; pause to see message
47. POSCNTH=125 ; set counter for encoder, H bit,
48. ; 32000
49. POSCNTL=0 ; set counter for encoder, L bit
50. ;
51. LOOP: ; main loop
52. ADCIN 0, POTVALUE ;
53. POSITION=256*POSCNTH + POSCNTL ; read position registers
54. TARGET =32000 +POTVALUE ; add pot value to position
55. SELECT CASE TARGET ;
56. CASE IS= POSITION ; at 32000
57. MOTPWR=0 ; turn off motor
58. INTPWR=0 ; zero integral gain
59. HPWM 2, 0, 20000 ; C.1 PWM signal, stop motor
60. CASE IS< POSITION ; under count
61. PORTC.3=0 ; set direction fwd
62. MOTPWR=POSITION- TARGET +10 ; set motor gain
63. CASE IS> POSITION ; over count
64. PORTC.3=1 ; set direction reverse
65. MOTPWR= TARGET –POSITION +10 ; set motor gain
66. CASE ELSE ; empty
67. END SELECT ; end decision
68. IF POSITION<>TARGET THEN INTPWR=INTPWR +1 ; add 1 to
69. ; integral gain
70. IF INTPWR>90 THEN INTPWR=90 ; limit integral fn to 90
71. MOTPWR=MOTPWR +INTPWR ; add integral to motor gain
72. IF MOTPWR>255 THEN MOTPWR=255 ; allow half of full power
73. HPWM 2, MOTPWR, 20000 ; C.1 PWM signal
74. LCDOUT $FE, $80, "PRTC=",BIN4 PORTC," GAIN=",DEC3 MOTPWR
75. ; display
76. LCDOUT $FE, $C0, "POS =",DEC5 POSITION+POTVALUE ; display
77. GOTO LOOP  ; go back to loop
78. END ; all programs must end with END

Скачанную книжку я положил в общую папку ДБ.

???
1. Подтяжки SPC, SDI, SDO датчиков к питанию (МК).
2. Четыре кнопки на один AN-вход (делители).
3. ICSP (сколько, чего и куда).
4. Питание аналоговой части (дросселя, фильтры).
5. Память 512К - расход.

Non-conformist> 1. Подтяжки SPC, SDI, SDO датчиков к питанию (МК).

Подтяжки пригодится только для SDO.
Остальные активно держит МК.

Non-conformist> 2. Четыре кнопки на один AN-вход (делители).

???

Non-conformist> 3. ICSP (сколько, чего и куда).

Для пика всего 5 проводов: земля, питание, сброс, даты и клоки.
Питание от программатора нужно только если программировать неподключенную плату.
На самой плате сброс соединяется с питанием через 10 килоом.

Non-conformist> 4. Питание аналоговой части (дросселя, фильтры).

Моторы за пределами внутреннего питания, так что ничего особенного не нужно.

Non-conformist> 5. Память 512К - расход.

?

Non-conformist>> 2. Четыре кнопки на один AN-вход (делители).
В правом нижнем углу схемы. Примерно так же (матрично) подключают до шестнадцати клавиш на руль (авто) - двумя проводами: Гамма Санкт-Петербург. Электронные компоненты. Большие возможности маленького контроллера.

Non-conformist>> 5. Память 512К - расход.
Имеется в виду - на сколько (секунд, минут) хватит 512Кб при разумном расходе (герц пятьдесят, я думаю?) битов памяти на запись:

1. Показаний гироскопа
2. Показаний акселерометра
3. Показаний датчика положения кардана РДТТ
4. Токов потребления актуаторов
5. Разовых команд на бортовые воспламенители
6? Напряжения силовой батареи?

Остальное вроде понятно... Дорисовал.

Non-conformist> Имеется в виду - на сколько (секунд, минут) хватит 512Кб при разумном расходе (герц пятьдесят, я думаю?) битов памяти на запись:
10б х 50 Гц х 60 с = 30 Кб*мин
Грубо 30 Кб*мин х 6 трендов = 180 Кб*мин
512 / 180 = почти на три минуты записи, а с учётом одноразовых команд - наверно и больше трёх минут. Правильно?

Non-conformist> 1. Показаний гироскопа
6 байтов
Non-conformist> 2. Показаний акселерометра
6
Non-conformist> 3. Показаний датчика положения кардана РДТТ
2...4
Non-conformist> 4. Токов потребления актуаторов
2
Non-conformist> 5. Разовых команд на бортовые воспламенители
1
Non-conformist> 6? Напряжения силовой батареи?
1

6 + 6 + 4 + 2 + 1 + 1 = 20 байт, 160 бит

524288 / 160 / 50 = 65.536 секунд

Ну, ещё можно шимы писать, чтоб потом посмотреть, правильно ли прога работала.

Поскольку там 10 и 12 битные значения, можно поуплотнять. Если весь блок сделать размером 128 бит, возможно будет проще работать с памятью.
А может быть и нет.

Понятно... Т.е. вроде как подходит память 512Кб на борт.

А что скажешь о четырёх кнопках на одной аналоговой ноге?

Non-conformist> Понятно... Т.е. вроде как подходит память 512Кб на борт.
Non-conformist> А что скажешь о четырёх кнопках на одной аналоговой ноге?

нормально работает. можно и 8.

Да, пишут что 16-клавишная панель на руле надёжно управляет автомагнитолой по двум проводам.

***
(В сторону)

Две петли ПИД получаются: "малая" - чтобы кардан с мотором быстро перемещался и в каждом новом положении не ёрзал; и "большая" - чтобы корпус пепелаца не ёрзал попусту в пространстве.

С двумями карданами (мастером-задатчиком и слейвом-исполнителем) полностью отлаживается "малая", электромеханическая, петля ПИД - не выходя из-за письменного стола. А вот для "большой" петли уже нужен стенд и РДТТ...

Non-conformist>> 1. Показаний гироскопа
Xan> 6 байтов
...
Да, я совсем забыл про канал Z - стабилизация по крену. Маховик с приводом от автомагнитольного моторчика уже изготовлен. Ворочает подвешенную на нитке трёхкилограммовую чушку весьма энергично.

Не знаю, драйвер 33486 для этого моторчика сильно избыточен, но с другой стороны он есть в наличии, и достался мне бесплатно. С третьей стороны - собираюсь закупаться ПИКами и памятью, поэтому если кто-нибудь посоветует что-то вроде L293 (недорогое, по возможности одноканальное), то буду весьма признателен.




зы: Читаю свои же тексты как сообщения незнакомого человека. Даже интересно местами...

Non-conformist> Да, я совсем забыл про канал Z - стабилизация по крену. Маховик с приводом от автомагнитольного моторчика уже изготовлен.

Там управление может быть такое: подаёшь ему импульс определённой длительности, пропорционально длительности меняется угловая скорость. То есть, можно сразу остановить вращение.
Это если питать постоянным током, а не напряжением. Ну, балластный резистор последовательно моторчику, например.

По другим координатам гораздо хуже.

Non-conformist> Управление по крену (Z-маховик).
Xan> Там управление может быть такое: подаёшь ему импульс определённой длительности, пропорционально длительности меняется угловая скорость. То есть, можно сразу остановить вращение. Это если питать постоянным током, а не напряжением. Ну, балластный резистор последовательно моторчику, например.
А можно осуществить такое управление оставшимися ногами? Это же тоже ШИМ получается, только медленный? Аппаратный ШИМ уже весь использован...

Xan> По другим координатам гораздо хуже.
Ну, это понятно, хе-хе. О чём и весь этот базар, собсно.

Non-conformist> Не знаю, драйвер 33486 для этого моторчика сильно избыточен, но с другой стороны он есть в наличии, и достался мне бесплатно. С третьей стороны - собираюсь закупаться ПИКами и памятью, поэтому если кто-нибудь посоветует что-то вроде L293 (недорогое, по возможности одноканальное), то буду весьма признателен.
Посмотрел ток потребления L293 в дежурном режиме (в ней тоже, как и в 33486-х, есть вход "Enable") = 15 мА. Т.е. не получится напрямую включать-выключать канал, как в случае 33486 (у них дежурный ток не превышает 10 мкА).

Нельзя ли поставить некий внешний ключ, который бы нормально (до единиц мкА) выключал бы логическую часть драйвера? Или миллиамперные токи будут продолжать течь через силовую часть? Хм...

Вот что у меня со свободными ногами получилось:

1: RC7_RX_DT - USART
6: Vss - земля
7: Vdd - питание
8: Vdd - питание
12: RB3_PGM - ICSP
13: NC - не подключен
16: RB6_PGC - ICSP
17: RB7_PGD - ICSP
18: MCLR_Vpp - master clear ??
27: RE2_CS_AN7
28: Vdd - питание
29: Vdd - питание
30: Vss - земля
31: Vss - земля
32: OSC1_CLK1 - кварц
33: OSC2_CLK0 - кварц
44: RC6_TX_CK - USART

________
Итого реально забыл я всего одну ногу, #27: RE2_CS_AN7. Вместе с тремя ногами ICSP, на которые, как я понял, можно вешать и кнопки, получаются ещё четыре свободные ноги. ???

Non-conformist> Итого реально забыл я всего одну ногу, #27: RE2_CS_AN7.
Но так как там были совмещённые ноги AN5 и AN6, то сейчас я сделал нормально, теперь вроде ничего не "перекрещивается" и всё помещается комфортно:

1. Три отладочные кнопки вешаются параллельно и постоянно на три поджигалки. Они друг другу никак не помешают - в поджигалках всё равно мелкие конденсаторы стоят.
2. Два входа, которые принимают данные мастер-кардана, после наладки электромеханики перепрограммируются в два выхода управления каналом Z. Даже ФНЧ выпаивать не нужно имхо. А включение/выключение канала Z запараллелить с WAKE драйверов Х_У.

И получается полным-полна коробочка!

Non-conformist> А можно осуществить такое управление оставшимися ногами? Это же тоже ШИМ получается, только медленный? Аппаратный ШИМ уже весь использован...

Можно, скорее всего.
Можно прерывания от таймера с большой частотой сделать и в них организовать программный шим. Неторопливый или с низким разрешением.

Non-conformist> Вот что у меня со свободными ногами получилось:
Non-conformist> 12: RB3_PGM - ICSP

Этого смело можно на что-то использовать. Как обычный пин.
Функция "низковольтного программирования" нафиг не нужна и не всё может.
Я её всегда блокирую фьюзами. Иначе возможны чЮдеса!

Non-conformist> 16: RB6_PGC - ICSP
Non-conformist> 17: RB7_PGD - ICSP

Да, можно совмещать с кнопками.

Non-conformist> 18: MCLR_Vpp - master clear ??

Нормально = питанию (через резистор на плате).
Сброс, если дёргать к нулю (MCLR).
Напряжение программирования ("высоковольтное программирование") = 13 вольт (Vpp), когда зашиваешь.
В отличие от атмеля, пик перешивается из любого состояния.

Non-conformist> 32: OSC1_CLK1 - кварц
Non-conformist> 33: OSC2_CLK0 - кварц

Да.

Non-conformist> Вместе с тремя ногами ICSP, на которые, как я понял, можно вешать и кнопки

С двумя (RB6, RB7).
Если к MCLR подцепить кнопку на землю, то она будет сбрасывать МК. Никогда такое мне не нужно было.

Non-conformist>>> 1. Три отладочные кнопки вешаются параллельно и постоянно на три поджигалки.
Non-conformist>> Вместе с тремя ногами ICSP, на которые, как я понял, можно вешать и кнопки
Xan> С двумя (RB6, RB7).
Ну, тогда получается ПЯТЬ кнопок. ))

Non-conformist>>>> 1. Три отладочные кнопки вешаются параллельно и постоянно на три поджигалки.

Зачем?
Ещё полно свободных ног.

Моя идея поджигалки, кстати, состояла из двух транзисторов.
Включенных последовательно.
Именно для того, чтоб если один из транзисторов внезапно сдох, чтоб детали своего организма не пострадали.

Ну и один из них управляется потенциально, а другой от выпрямителя импульсами.
Это уже от сбоев МК.

А ещё можно к точке соединения транзисторов подключить через резисторы два светодиода, один к земле, другой к питанию.
Тогда в спокойном состоянии они оба будут слабо гореть или не гореть вообще.
А когда один из транзисторов включен, будет ярко гореть один светодиод.
Включив верхний транзистор, можно (по светодиоду) проверить целостность воспламенителя.
Я планировал эту точку к АЦП подключать для контроля в МК.
(Один транзистор с выпрямителем, и несколько потенциальных к воспламенителям.)

Xan> Ещё полно свободных ног.
Зависит от количества кнопок, однако! )) Сколько рисовать?
зы: По поджигалкам - тут я думаю, что, как ты говоришь, "лучшее - враг хорошего". Да и ног не хватает, чтобы ещё тремя транзисторами рулить. Остановлюсь пока на детекторе, авось ничего не пробьёт.

***
По L293:

Xan> Там управление может быть такое: подаёшь ему импульс определённой длительности, пропорционально длительности меняется угловая скорость. То есть, можно сразу остановить вращение.
Xan> Это если питать постоянным током, а не напряжением. Ну, балластный резистор последовательно моторчику, например.
А как это будет выглядеть в непрерывном процессе? Ну, типа внешнее возмущение пытается развернуть пепелац по крену, а мотор синхронным вращением маховика непрерывно парирует это дело. Будет ли в таком режиме работать?

Второй пункт - можно ли будет не только стабилизировать в ноль, но и управлять быстрым и чётким разворотом корпуса, например на 90 градусов по крену? В перспективе, если пофантазировать?

Non-conformist> А как это будет выглядеть в непрерывном процессе?

Берётся сигнал скорости прямо с гироскопа и пропорционально ему выдаётся импульс на мотор.
При этом не будет поддерживаться угол, а только будет обнуляться скорость вращения.
Думаю, на несколько секунд хватит.

Ну а если сигнал с гироскопа интегрировать, то можно и положение поддерживать.

Non-conformist> Второй пункт - можно ли будет не только стабилизировать в ноль, но и управлять быстрым и чётким разворотом корпуса, например на 90 градусов по крену? В перспективе, если пофантазировать?

Можно.
Программу полёта надо как-то задавать.

В свете последних решений (о переходе с SPI на I2C)...

Получается так, что вообще вся ранее разработанная периферия (на основе ардуинской) у меня остаётся без малейших изменений - стОит лишь поднять питание МК с трёх вольт до пяти. Посмотрел ДШ 877а - так там до 7,5 В допускается. Ну и нафиг нам эти три вольта получаются?

Запитать МК от пяти вольт - и получим готовую, ОПРОБОВАННУЮ ПРАКТИЧЕСКИ разводку платы датчиков, и полностью готовую принципиальную схему всего борта Кобры... Останется развести плату драйверов, но и она у меня практически уже готова. Хм...

Какой кварц нужен для пятивольтового 877-го? 14.7456 ?

зы: Сделав двухнедельный круг, прибыл СТРОГО в точку старта. ))