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DIY多通道伺服测试仪

你好

正如上一篇有关该产品系列的文章所宣布的那样，我已经完成了多通道伺服测试仪项目的工作，并准备与社区共享所有材料。它可以在家里制造，但是我订购了一批电路板，现在我的测试仪看起来像这样：


这是为了什么


在业余电子领域，具有PWM信号控制的系统得到了广泛的应用。这是频率为50 Hz的脉冲序列。其中的信息以脉冲持续时间的形式进行编码，脉冲持续时间的范围从0.8到2.3 ms不等。此范围的极值可能因制造商而异。



用于构建飞机模型，六脚架，操纵器等的伺服驱动器仅使用这种信号。通常，它们具有三根电线-电源线，公共线和信号线。同样，在飞机模型，汽车模型和飞机制造中，收集器和无刷电动机的冲程调节器使用相同的控制信号来确定发动机的速度和旋转方向。

这种信号的来源可以是控制面板，编程的控制器或类似的东西。但是通常在施工阶段，使用伺服测试仪很方便，它可以在手动模式下生成相同的信号。这使您可以预先检查机械性能，测量极限位置等。

我们设备的功能和特性


您现在可以购买的大多数测试仪非常简单或昂贵。我想使其尽可能便宜，但同时又要提供尽可能广泛的功能。这是我得到的：
  1. 六个独立的控制通道。它是独立的！通常情况下，您可以同时连接多个引擎，但发给它们的信号是相同的。在我的设备上，您甚至可以在自动模式下运行一个设备，然后依次手动管理其余设备等。
  2. 信号调节和指示（以微秒为单位）。在大多数测试仪中，显示的指示不清楚是什么，还是完全不存在
  3. 更改持续时间的最小步长为1μs。也就是说，将0.8-2.3ms的范围分为1500步
  4. 能够连接到PC。例如，您可以将其与Raspberry Pi配对使用。在这种情况下，信号本身将比通过单板计算机本身更准确地形成
  5. 开放性 在本文结尾，您可以找到独立制造测试仪所需的所有文件

这是它的特征：
  1. 电源电压-5V
  2. ( ), — 100
  3. — 0,8-2,3
  4. — 1
  5. — 50
  6. — 9600, 8 bits, 1 stop bit


在制定该方案时，我试图使其尽可能便宜并易于重复。使用Atmega8A-AU流行的控制器作为控制控制器。

三位数的七段显示器通过移位寄存器和逻辑晶体管连接。六个LED用于显示当前模式，并且通过所谓的charleplexing方法将它们连接起来以保存MK结论。
为了进行控制，使用了常规的增量编码器和两个按钮。编码器控制设定的角度，并且按钮切换控制模式和当前通道。到处都有接触反弹产生的电容器，因此所有这些工作都非常清楚。

测试仪插座设计用于连接伺服器本身，进行编程，连接至PC和电源。我决定不在板上安装电源调节器。也就是说，就其使用而言，直接使用电池电压是行不通的。必须找到一个5V电源或稳定器，其电流对应于所连接电机消耗的电流。
检查无刷电动机与速度控制器（ESC）的连接时，电动机本身由电池供电。如果ESC具有内置速度控制器，则可以直接从其为测试仪供电。



电路板以Sprint Layout的格式准备。这是双面电路板，但我对其进行了涂漆，以便可以在家中用LUT或光致抗蚀剂进行制作，并且可以轻松地将电路板一侧到另一侧的跳线焊接到过孔中。

面板的正面：



...反之：



我手动制作了这个面板，所有的东西都为我检查并为我工作：



我还在中国的商品订阅者，广播迷和我们的本地Hackspace MakeItLab之间进行了一次小型活动，发现有人支持发行一小批设备。我借此机会对他们表示感谢。这是工厂制造的设备：




组件清单


这是带有链接的完整列表：
  1. Atmega8A-AU TQFP44
  2. BC56-12GWA. , , aliexpress
  3. SN74HC595DR SOIC16
  4. BCR108E6327 SOT23 — 3
  5. KP-2012SGC, 0805 — 6
  6. EC12E24204A9
  7. T491C226K016AT (22-16, C)
  8. 0,1 0805 — 7
  9. 1 0805
  10. 1 0603×4
  11. 300 0603×4 — 3
  12. DTSM20-4.3N — 2
  13. 5,08
  14. PLS-40接触梳（需要26针）
  15. 跳线

房屋


我还画了一个小心轴和一个编码器手柄并在3D打印机上打印。稍后下载文件。




韧体


固件文件将在文章末尾。您可以使用任何ISP编程器通过标准6针连接器来刷新控制器。在板上，编码器左侧的八个引脚中的六个引脚主要用于此目的。
保险丝位必须如图所示设置：



测试人员的工作


当然，一次查看更容易：



要以手动控制模式启动测试仪，必须在电源打开时安装“ PC / Manual”跳线。

在手动模式下启动时，显示屏上将显示消息“ HI”，并且当用户选择初始信号持续时间时，测试仪将进入待机模式。粗略地说，是从范围的边缘或中间。当您按左按钮时，控制将从零开始，而当您按右按钮时，控制将从中间开始。单击其中一个按钮后，将开始生成信号，第一个通道将变为活动状态，并将切换到“ 1”模式。

在操作模式下，MODE按钮可切换控制模式，从而更改增量。当前模式通过六个LED显示。共有四种手动模式（步长0.1； 1； 10，以及从0到150，即在范围的边缘之间）和两种自动模式（开始/停止）。长按“模式”按钮可将通道置于自动控制模式，并且引擎开始左右摇摆。短按“模式”按钮会自动停止或恢复移动。长按MODE按钮可将通道返回到编码器控制模式。

CHANNEL按钮在活动通道之间切换。当前活动的通道使用位点以二进制代码显示在显示屏上。长按此按钮可使测试仪处于在所有通道上生成相同脉冲的模式。

请注意，指示器上显示的数字从0到150，大约与伺服驱动器的角度相对应，可以转换为脉冲持续时间。要重新计算，将读数乘以10并加800就足够了。例如，如果指示器上有10个，则脉冲持续时间为900μs。

电脑连线


如果您使用的是Raspberry Pi，则只需在板左下方插入Rx，Tx和GND。如果您的计算机中没有兼容TTL的COM端口，则可以使用非常便宜的USB-COM适配器。您也可以使用5V USB端口的电压，但请记住，其最大电流为500mA！连接速度为9600。
为了使测试仪能够从PC以控制模式启动，必须​​在没有跳线的情况下将其打开。在这种情况下，字母“ PC”将显示在指示器上，并且测试仪将进入待机模式以接收来自PC的命令。在第一个完整的数据包到达之前，所有通道上都没有信号。

脉冲持续时间必须在0到1500的微秒内发送。也就是说，每个通道消耗两个字节。

数据包应由16个字节组成：前两个字节0xFF表示包的开始，然后每个通道的脉冲持续时间为12个字节，最后为校验和的两个字节。校验和对于验证包装的正确性是必要的，并且应等于所有持续时间的总和。

第一个字节-255（0xFF）
第二个字节-255（0xFF）
第三个字节-第一个通道的高字节第
4个字节- 第一个通道的低字节第
5个字节-第二个通道的高字节
6字节- 第二个通道的低字节
第7个字节-第三个通道的高字节
第8 个字节字节-第三通道的低字节
第9字节-第四通道的高字节
第10字节- 第四通道的低字节
第11字节-第五通道的高字节
第12个字节-第五个通道的低字节第
13个字节-第六个通道的高字节第
14个字节- 第六个通道的低字节第
15个字节-校验和的高字节第
16个字节- 校验和的低字节

有效数据包示例（十进制）：
255 255 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0（所有引擎都到初始位置）
255 255 2 238 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 240（第一引擎到中间位置）
255 255 2 238 2 238 2 238 2 238 2 238 2 238 17 148（所有引擎均处于中间位置）

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模型
而且，对不起，这是我网站上主要文章的链接。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN395963/

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