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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.
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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.
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