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© Guido Kramann

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14.6 Drehgeber und Servoansteuerung für ein Autonomes Vehikel über den Parallelport

Übung 1
  • Bis zu 8 Servos sollen gleichzeitig über die Ausgänge D0..D7 angesteuert werden können.
  • Die Technik dazu wurde in Echtzeitsysteme in Kapitel 7.2 beschrieben.
  • Setzen Sie diese Technik als Java-Progrogramm um.
  • Es sollen die einzustellenden PWM-Werte als Übergabeparameter einer Java-Konsolenanwendung festgelegt werden.
  • Beachten Sie, dass die Anwendung umso zeitkritischer wird, je feiner die Stufung der verfügbaren PWM-Breiten gewählt wird. - Überlegen Sie sich genau warum da so ist.
  • Auf die Programmierung einer Oberfläche wird hier zunächst verzichtet.
  • Schließen Sie drei Servos an D0, D1, D2 des Parallelports an.
  • Versorgen Sie diese über eine externe Spannungsquelle von 5Volt (Steckernetzteil).
  • Denken Sie daran die Massen des Netzteiles mit der des Parallelportes zu verbinden.
  • Löten Sie das Kabel des Steckernetzteiles fest ein, aber überprüfen Sie unbedingt vorher die Polung der Zuleitung.
Übung 2
  • Es soll die Winkelstellung eines inkrementellen Drehgebers über den Parallelport eingelesen werden.
  • Verwenden Sie hierzu die bereits mit Steckern versehenen Drehgeber der COACH-Vehikel.
  • Löten Sie hierzu eine passende Buchse an Ihren Parallelport an.
  • Es wird eine fünfpolige Buchse verwendet, bei der aber nur vier Anschlüsse benutzt werden.
  • Im Kapitel 13.1 in COACH2 finden Sie ein Layout, dem Sie die Belegung der Anschlüsse entnehmen können.
  • BACHTEN SIE UNBEDIUNGT DIE ORIENTIERUNG DER VERPOLSCHUTZLASCHE DER DREHGEBERBUCHSE!
  • Die Reihenfolge der Anschlüsse ist (s. Layout, Drehgeberbuchse): +5V, Kanal A, Kanal B (ursprünglich Z, wurde später geändert), GND.
  • Legen Sie Kanal A auf den Eingang S3==PIN15=="ERROR" (vergl. Belegungsplan des Parallelports in Kapitel 14.1 hier in COACH3).
  • Legen Sie Kanal B (früher Z) auf den Eingang S4==PIN13=="SELECT".
  • Eventuell funktioniert die Drehgeberansteuerung nicht wegen der internen Pullup-Widerstände des Parallelports.
  • In diesem Fall müßte man über einen Optokoppler gehen.
  • Führen Sie deshalb erst einen Test mit Klingeldraht und Steckbrett aus, bevor Sie alles fest verlöten.
  • Eventuell es kann dann, falls die Pullup-Widerstände ein Funktionieren behindern mit S7==PIN11==Busy funktionieren, da dieser Eingang als einziger invertierend ist. Jedoch hätte man dann keinen zweiten Kanal zur Verfügung.
  • Am Layout Kapitel 13.1 in COACH2 ist die Innenbeschaltung des 4-fach-Optokopplers PC947 zu sehen, der nötigenfalls verwendet werden kann.
  • Die Spannungsversorgung des Drehgebers erfolgt auf gleichem Wege, wie die der Servos.
  • ACHTUNG: Die im Layout angegebenen Kabelfarben entsprechen denen des Drehgeber-Originalkabels und stehen im Widerspruch zu den sichtbaren Kabeln des angelöteten Steckers!
  • Überprüfen Sie die Funktionstüchtigkeit des Drehgebers zunächst mit Hilfe eines Multimeters ohne angeschlossenen PC.
  • Bitte lassen Sie Ihren Dozenten Ihre Schaltung vor der Inbetriebnahme überprüfen, da eine Verpolung der Spannungsversorgung zur Zerstörung des Drehgebers führen kann (80Euro).
  • Weitere Hinweise: Kapitel 14.1 in Mikrocontrollertechnik. - Achtung: der dort dargestellte Algorithmus ist anders als der hier besprochene.
  • Realisieren Sie ein Java-Programm, das in der Konsole die gezählten Pulse anzeigt - auch in negative Richtung je nach Drehrichtung.
  • Beginnen Sie damit, dass Sie zunächst nur einen der Kanäle auswerten und prüfen, ob beim Drehen überhaupt etwas ankommt.
  • Sollte Ihr Programm nicht reagieren, überprüfen Sie zunächst mit einem Multimeter, ob am den Kanalausgänen des Drehgebers Pulse ankommen.