Servo Squirter - USB ատրճանակ ՝ 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:52

USB- ով վերահսկվող servo ջրային ատրճանակ: Հիանալի է չկասկածող անցորդների վրա կրակելու կամ անհանգստացնող հարցերով մարդկանց հեռու պահելու համար: Այս նախագիծը մի փոքր ջրի պոմպ է, որը տեղադրված է սերվոյի վրա ՝ ուղղորդված կրակելու համար: Ամբողջը ղեկավարվում է միկրոկառավարիչով և վերահսկվում է ձեր ստեղնաշարից USB- ով: Մեր նախագծերից և անվճար վիդեո ձեռնարկներից ավելին տեսնելու համար այցելեք մեր կայքը

Քայլ 1: Հավաքեք նյութերը

Այս նախագիծը հիմնված է միկրոկառավարիչների վրա: USB NerdKit- ում ներառված ATmega168 միկրոկոնտրոլերից բացի: Այս նախագծի համար մենք օգտագործեցինք հետևյալը. 1 Hobby Servo, Hitec HS-501 voltageածր լարման մխոցային ջրի պոմպ

Քայլ 2: Հավաքեք շրջանը

Մեր շրջանի առաջին մասը պարզապես միանում է սերվոյին: Սա այստեղ պարզ է. Մի լար միկրոկոնտրոլերից մինչև սերվո: Կախված արտադրողից, կան մի քանի տարբեր գույնի պիտակներ, այնպես որ ստուգեք դա փորձելուց առաջ: NerdKits տախտակի վրա ServoSquirter սխեմայի սխեմատիկ լուսանկարը Շղթայի երկրորդ հատվածը թույլ է տալիս միկրոկառավարիչին միացնել և անջատել պոմպի շարժիչը: ATmega168 չիպը ինքնին թույլ է տալիս 40mA max ցանկացած պինից կամ դրանից դուրս, բայց մեր պոմպը պահանջում է ավելի մոտ 1000mA: Այսպիսով, այս ավելի մեծ բեռը վերահսկելու համար մենք ընտրել ենք օգտագործել ավելի մեծ տրանզիստոր ՝ 2N7000: Սկզբում մենք բացատրում ենք MOSFET- երի (Մետաղական օքսիդի կիսահաղորդչային դաշտի էֆեկտի տրանզիստորներ) որպես անջատիչների օգտագործման հիմունքները. Բերելով Դարպասի լարումը Աղբյուրից բարձր, մենք կարող ենք թույլ տալ հոսանքը հոսել Դրենից Աղբյուր: 2N7000 տվյալների թերթիկից մենք հանեցինք Նկար 1-ը, որը ցույց է տալիս արտահոսքի հոսանքի և արտահոսքի աղբյուրի լարման միջև կապը դարպասի աղբյուրի լարման տարբեր պարամետրերի համար: Կան մի քանի կարևոր բաներ, որոնք կարող եք սովորել այս գծապատկերից. Սա անջատված վիճակ է, որը նաև կոչվում է «անջատում»: 2. Փոքր VDS- ի դեպքում կորը ծագման միջոցով մոտավորապես գծային տեսք ունի, ինչը նշանակում է, որ այն էլեկտրականորեն «նմանվում է» դիմադրության: Համարժեք դիմադրությունը կորի հակադարձ թեքությունն է: MOSFET- ի գործողության այս շրջանը կոչվում է «տրիոդ»: 3. Ավելի մեծ VDS- ի համար որոշակի հոսանքի առավելագույն մակարդակ է հասնում: Սա կոչվում է «հագեցվածություն»: 4. Քանի որ մենք ավելացնում ենք VGS- ը, ավելի շատ հոսանք է թույլատրվում և՛ եռոդի, և՛ հագեցման ռեժիմներում: Եվ այժմ դուք իրականում իմացել եք MOSFET- ի շահագործման բոլոր երեք եղանակների մասին `անջատում, տրիոդ և հագեցում: Քանի որ մեր դարպասի հսկողությունը թվային է (+5 կամ 0), մեզ մտահոգում է միայն դեղին գույնով ընդգծված կորը, VGS = 5V- ի դեպքում: Սովորաբար, MOSFET- ը որպես անջատիչ օգտագործելը, ընդհանուր առմամբ, ենթադրում է շահագործման եռոդ ռեժիմ, քանի որ MOSFET- ը փոշիացնում է PD = ID*VDS էներգիան, իսկ լավ անջատիչը պետք է ինքնուրույն անջատի փոքր էներգիա: Բայց այս դեպքում մենք գործ ունենք շարժիչի հետ, և շարժիչները հակված են շատ հոսանք պահանջել (լարման փոքր անկմամբ), երբ դրանք առաջին անգամ գործարկվում են: Այսպիսով, առաջին երկրորդ երկուսը MOSFET- ը կաշխատի բարձր VDS- ով և կսահմանափակվի իր առավելագույն հոսանքով `մոտ 800 մԱ կարմիր գծանշված գծից, որը մենք գծել ենք տվյալների թերթում: Մենք պարզեցինք, որ սա բավարար չէ պոմպը գործարկելու համար, ուստի մենք մի փոքր հնարք գործադրեցինք և զուգահեռաբար տեղադրեցինք երկու MOSFET: Այս կերպ նրանք կիսում են հոսանքը և կարող են արդյունավետորեն խորտակվել միասին մոտ 1600 մԱ: Նաև պոմպի բարձր էներգիայի պահանջների պատճառով մենք օգտագործել ենք պատի տրանսֆորմատոր `ավելի բարձր հոսանքով: Եթե ունեք պատի տրանսֆորմատոր `ավելի քան 5 Վ ելքով` գուցե 9 Վ կամ 12 Վ, ապա դուք մոտավորապես

Քայլ 3: Տեղադրեք PWM- ը MCU- ում

PWM գրանցամատյաններ և հաշվարկներ Տեսանյութում մենք խոսում ենք ժամանակաչափի/հաշվիչի մոդուլի կողմից օգտագործվող երկու մակարդակի մասին `վերին արժեքը և համեմատման արժեքը: Այս երկուսն էլ կարևոր են ձեր ուզած PWM ազդանշանը ստեղծելու համար: Բայց ձեր ATmega168- ի PWM ելքն առաջին հերթին ակտիվացնելու համար մենք պետք է մի քանի գրանցամատյան ստեղծենք: Նախ, մենք ընտրում ենք արագ PWM ռեժիմը OCR1A- ով ՝ որպես ամենաբարձր արժեք, ինչը թույլ է տալիս մեզ կամայականորեն սահմանել, թե որքան հաճախ սկսել նոր զարկերակը: Այնուհետև մենք ժամացույցը դնում ենք 8-ի նախաբաժանմամբ աշխատելու վրա, ինչը նշանակում է, որ հաշվիչը կավելանա 1 -ով յուրաքանչյուր 8/(14745600 Հց) = 542 նան վայրկյան: Քանի որ մենք ունենք 16-բիթանոց գրանցիչներ այս ժամաչափի համար, դա նշանակում է, որ մենք կարող ենք ազդանշանի մեր ընդհանուր ժամանակահատվածը սահմանել 65536*542ns = 36 միլիվայրկյան բարձր: Եթե մենք օգտագործեինք ավելի մեծ բաժանման թիվ, մենք կարող էինք մեր իմպուլսներն ավելի հեռու դարձնել (ինչը չի օգնում այս իրավիճակում), և մենք կկորցնեինք լուծումը: Եթե մենք օգտագործեինք ավելի փոքր բաժանման թիվ (օրինակ ՝ 1), մենք չէինք կարողանա մեր իմպուլսները դարձնել առնվազն 16 միլիվայրկյան հեռավորության վրա, ինչպես մեր սերվոն է ակնկալում: Ի վերջո, մենք համեմատելու ելքային ռեժիմը սահմանել ենք «չշրջվող» PWM- ի համար: ելքը, որը նկարագրված է մեր տեսանյութում: Մենք նաև սահմանել ենք PB2 քորոցը որպես ելքային փին, որը ցույց չի տրված այստեղ, բայց այն ծածկագրում է: Կտտացրեք ATmega168 տվյալների թերթի 132-134-րդ էջերից այս կադրերը մեծացնելու համար ՝ մեր գրանցամատյանի արժեքների ընտրությամբ ՝

Քայլ 4: Programրագրավորեք միկրոկառավարիչը

Այժմ ժամանակն է իրականում ծրագրավորել MCU- ն: Ամբողջական սկզբնաղբյուրը տրամադրված է մեր կայքում ՝ https://www.nerdkits.com/videos/servosquirter: Կոդն առաջին հերթին կարգավորում է PWM- ը `սերվո վարելու համար: Այնուհետև կոդը պարզապես նստում է որոշ ժամանակաշրջանում ՝ սպասելով օգտվողի մուտքին: 1 և 0 նիշերը միացնում կամ անջատում են MCU կապը, որը միացված է պոմպի տրանզիստորին: Սա կմիացնի և կջնջի պոմպը, ինչը մեզ հնարավորություն կտա կրակել ըստ ցանկության: Կոդը նաև արձագանքում է «[» և «]» ստեղներին, որոնք այս ստեղները կբարձրացնեն կամ կնվազեցնեն PWM քորոցի համեմատման արժեքը, ինչը կհանգեցնի սերվոյի շարժիչը դիրքը փոխելու համար: Սա ձեզ հնարավորություն է տալիս կրակելուց առաջ նպատակ դնել:

Քայլ 5. Սերիական նավահանգիստային հաղորդակցություններ

Վերջին քայլը համակարգիչը կարգավորելն է, որպեսզի կարողանաք հրամանները ուղարկել Միկրոկոնտրոլերին: NerdKit- ում մենք օգտագործում ենք սերիական մալուխը ՝ հրամաններ և տեղեկատվություն համակարգչին ուղարկելու համար: Հնարավոր է գրել պարզ ծրագրեր ծրագրավորման լեզուների մեծ մասում, որոնք կարող են սերիական նավահանգստով հաղորդակցվել NerdKit- ին: Այնուամենայնիվ, շատ ավելի պարզ է օգտագործել տերմինալային ծրագիրը `մեզ համար սերիական հաղորդակցություն իրականացնելու համար: Այս կերպ կարող եք պարզապես մուտքագրել ստեղնաշարի վրա և տեսնել NerdKit- ի պատասխանը: Windows Եթե դուք օգտագործում եք Windows XP կամ ավելի վաղ տարբերակ, HyperTerminal- ը ներառված է և պետք է լինի ձեր Start ընտրացանկում «Սկսել -> ramsրագրեր -> Աքսեսուարներ -> Հաղորդակցություններ »: Երբ առաջին անգամ բացում եք HyperTerminal- ը, այն խնդրում է ձեզ կապ հաստատել: Չեղարկեք դրանք, քանի դեռ չեք գտնվում հիմնական HyperTerminal sceen- ում: Դուք պետք է կարգավորեք HyperTerminal- ը ՝ ընտրելով COM- ի ճիշտ նավահանգիստը և համապատասխանաբար կարգավորելով նավահանգստի կարգավորումները ՝ NerdKit- ի հետ աշխատելու համար: Հետևեք ստորև ներկայացված սքրինշոթներին ՝ HyperTerm- ի ճիշտ կարգավորումը ստանալու համար: Եթե Windows Vista- ում եք, HyperTerminal- ը այլևս ներառված չէ: Այս դեպքում գնացեք ներբեռնեք PuTTY (Windows տեղադրիչ): Օգտագործեք ստորև բերված կապի կարգավորումները ՝ Putty- ն տեղադրելու համար ՝ օգտագործելով համապատասխան COM նավահանգիստը: Mac OS X Տերմինալ հավելված մուտքագրելուց հետո մուտքագրեք «screen /dev/tty. PL* 115200» ՝ սերիական նավահանգստով հաղորդակցվելու համար: Linux, Linux- ում մենք օգտագործում ենք » minicom »սերիական նավահանգստի հետ խոսելու համար: Սկսելու համար գործարկեք «minicom -s» -ը մխիթարելում ՝ minicom- ի կարգավորումների ընտրացանկ մուտք գործելու համար: Գնացեք «Սերիայի նավահանգստի կարգավորում»: Պարամետրերը սահմանեք հետևյալ կերպ. Minicom- ի կազմաձևում Linux- ում Այնուհետև սեղմեք փախուստը և օգտագործեք «Պահել կարգավորումը որպես dfl» ՝ կարգավորումները որպես կանխադրված պահելու համար: Այժմ դուք պետք է կարողանաք հարվածել «Ելք» և օգտագործել minicom ՝ NerdKit- ի հետ խոսելու համար: