Szervo szóró - USB vízipisztoly: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

USB vezérlésű szervo vízpisztoly. Kiválóan alkalmas gyanútlan járókelők lövésére, vagy bosszantó kérdésekkel rendelkező emberek távol tartására. Ez a projekt egy kicsi vízpumpa, amely egy szervo tetejére van felszerelve az irányított tüzeléshez. Az egészet egy mikrokontroller hajtja, és a billentyűzetről USB -n keresztül vezérelhető. Ha további projektjeinket és ingyenes oktatóvideóinkat szeretné megtekinteni, keresse fel weboldalunkat:

Lépés: Gyűjtse össze az anyagokat

Ez a projekt mikrokontroller alapú. Kivéve az USB NerdKit -ben található ATmega168 mikrokontrollert. Ehhez a projekthez a következőket használtuk: 1 Hobby Servo, Hitec HS-501 Kisfeszültségű dugattyús vízszivattyú 1 Kis n-csatornás MOSFET, 2N7000

2. lépés: Szerelje össze az áramkört

Az áramkörünk első része csak a szervóhoz csatlakozik. Ez itt egyszerű: egy vezeték a mikrokontrollertől a szervóig. A gyártótól függően néhány különböző színű címke létezik, ezért ellenőrizze, mielőtt ezt kipróbálja. Vázlatos fénykép a ServoSquirter áramkörről a NerdKits kenyérlapon Az áramkör második része lehetővé teszi a mikrovezérlő számára a szivattyúmotor be- és kikapcsolását. Maga az ATmega168 chip csak 40mA max -ot enged be bármelyik csapba vagy azokból, de a szivattyúnk 1000 mA -hez közelít! Tehát ennek a nagyobb terhelésnek a szabályozása érdekében egy nagyobb tranzisztor, a 2N7000 használatát választottuk. Először elmagyarázzuk a MOSFET -ek (fém -oxid -félvezető térhatású tranzisztorok) kapcsolóként történő használatának alapjait: a kapu feszültségét a forrás fölé állítva lehetővé tehetjük az áramlást a Drain -ről a Source -ra. A 2N7000 adatlapból kivontuk az 1. ábrát, amely a leeresztő áram és a lefolyó-feszültség közötti kapcsolatot mutatja a különböző kapu-forrás feszültségbeállításoknál. Ebből a grafikonból néhány fontos dolgot megtanulhat: 1. Kb. 3,0 V alatti VGS esetén nem folyhat áram. Ez a kikapcsolt állapot, más néven "levágás". 2. Kis VDS esetén a görbe nagyjából lineárisnak tűnik az origón keresztül - ami azt jelenti, hogy elektromosan "úgy néz ki", mint egy ellenállás. Az egyenértékű ellenállás a görbe fordított meredeksége. A MOSFET működésének ezt a régióját "triódának" nevezik. 3. Nagyobb VDS esetén eléri a maximális áramszintet. Ezt hívják "telítettségnek". 4. Ahogy növeljük a VGS -t, nagyobb áram folyhat mind a triódás, mind a telítési módban. És most megtanulta a MOSFET működésének mindhárom módját: a levágást, a triódát és a telítettséget. Mivel a kapuvezérlésünk digitális (+5 vagy 0), csak a sárgával kiemelt görbe aggaszt, VGS = 5V esetén. Általában a MOSFET kapcsolóként való használata általában magában foglalja a triódás üzemmódot, mivel a MOSFET eloszlatja a PD = ID*VDS teljesítményt, és egy jó kapcsolónak kevés energiát kell eloszlatnia magában a kapcsolóban. De ebben az esetben egy motorral van dolgunk, és a motorok általában sok áramot igényelnek (kis feszültségcsökkenéssel) az első indításkor. Tehát az első egy -két másodpercben a MOSFET magas VDS -vel fog működni, és maximális áramerőssége korlátozza - körülbelül 800mA az adatlapon rajzolt piros szaggatott vonaltól. Azt találtuk, hogy ez nem elég a szivattyú beindításához, ezért egy kis trükköt alkalmazva két MOSFET -et párhuzamosan helyeztünk el. Ily módon megosztják az áramot, és hatékonyan együtt süllyedhetnek körülbelül 1600 mA -re. A szivattyú nagy teljesítményigénye miatt nagyobb áramkimenettel rendelkező fali transzformátort is használtunk. Ha 5V -nál nagyobb kimeneti - esetleg 9V vagy 12V - fali transzformátorral rendelkezik, akkor kb

3. lépés: Állítsa be a PWM -et az MCU -n

A videóban az időzítő/számláló modul által használt két szintről beszélünk: a felső értékről és az összehasonlító értékről. Mindkettő fontos a kívánt PWM jel generálásához. De az ATmega168 PWM kimenetének aktiválásához először be kell állítanunk néhány regisztert. Először a Gyors PWM módot választjuk, és az OCR1A a legfelső érték, ami lehetővé teszi tetszőleges beállításunkat, hogy milyen gyakran indítsunk új impulzust. Ezután beállítjuk, hogy az óra 8-as előreosztással futjon, ami azt jelenti, hogy a számláló nőni fog 1 -gyel 8/(14745600 Hz) = 542 nanosekundum. Mivel van 16 bites regiszterünk ehhez az időzítőhöz, ez azt jelenti, hogy a teljes jelperiódust 65536*542ns = 36 milliszekundumra állíthatjuk be. Ha nagyobb osztási számot használnánk, az impulzusokat távolabb tehetnénk egymástól (ami ebben a helyzetben nem segít), és elveszítjük a felbontást. Ha kisebb osztási számot (például 1) használnánk, nem tudnánk legalább 16 ezredmásodperccel elválasztani egymástól az impulzusainkat, ahogy a szervónk elvárja. Végül beállítjuk a Kimeneti összehasonlítás módot egy "nem invertáló" PWM-re kimenet, amelyet a videónk ismertet. Azt is beállítottuk, hogy a PB2 érintkező kimeneti tű legyen-itt nem látható, de benne van a kódban. Kattintson a képek nagyításához az ATmega168 adatlap 132-134. Oldaláról, a regisztrációs értékek kiemelésével:

4. lépés: Programozza be a mikrokontrollert

Most itt az ideje, hogy ténylegesen programozza az MCU -t. A teljes forráskód megtalálható honlapunkon: https://www.nerdkits.com/videos/servosquirterA kód először beállítja a PWM -et a szervó meghajtására. A kód ezután csak egy ideig tartózkodik, és várja a felhasználói bevitelt. Az 1 és 0 karakterek be- vagy kikapcsolják a szivattyú tranzisztorhoz csatlakoztatott MCU csapot. Ez be- és kikapcsolja a szivattyút, lehetővé téve számunkra, hogy tetszés szerint tüzelhessünk. A kód a „[” és „]” billentyűkre is reagál, ezek a gombok növelik vagy csökkentik a PWM csap összehasonlító értékét, ami a szervót okozza motor a helyzet megváltoztatásához. Ez lehetőséget ad arra, hogy célozzon a lövés előtt.

5. lépés: Soros port kommunikáció

Az utolsó lépés a számítógép beállítása, hogy elküldhesse a parancsokat a mikrokontrollernek. A NerdKitben a soros kábellel küldünk parancsokat és információkat a számítógépnek. A legtöbb programozási nyelven egyszerű programokat lehet írni, amelyek a soros porton keresztül kommunikálhatnak a NerdKit -el. Azonban sokkal egyszerűbb egy terminál programot használni a soros kommunikáció helyettünk. Így csak gépelhet a billentyűzeten, és láthatja a NerdKit válaszát. Windows Ha Windows XP vagy korábbi rendszert használ, a HyperTerminal benne van, és a Start menüben a "Start -> Programok -> Tartozékok ->" alatt kell lennie. Kommunikáció ". A HyperTerminal első megnyitásakor a rendszer felkéri a kapcsolat létrehozására. Hagyja abba ezeket, amíg el nem éri a HyperTerminal fő felületét. Be kell állítania a HyperTerminal programot, kiválasztva a megfelelő COM portot, és megfelelően beállítva a port beállításait a NerdKit használatához. Kövesse az alábbi képernyőképeket a megfelelő HyperTerm beállításhoz. Ha Windows Vista rendszert használ, a HyperTerminal már nem szerepel a csomagban. Ebben az esetben töltse le a PuTTY -t (Windows telepítő). Használja az alábbi csatlakozási beállításokat a Putty beállításához, a megfelelő COM port használatával. Mac OS X Miután belépett a Terminal alkalmazásba, írja be a "screen /dev/tty. PL* 115200" parancsot a soros porton keresztüli kommunikáció megkezdéséhez. Linux Linux esetén a " minicom ", hogy beszéljen a soros porttal. A kezdéshez futtassa a "minicom -s" parancsot a konzolon, hogy belépjen a minicom beállítási menüjébe. Lépjen a "Soros port beállítása" pontra. Állítsa be a paramétereket az alábbiak szerint: Minicom konfiguráció Linuxon Ezután nyomja meg az Esc billentyűt, és használja a "Beállítás mentése dfl -ként" gombot a beállítások alapértelmezettként történő mentéséhez. Most már képesnek kell lennie az "Exit" megnyomására, és a minicom használatával beszélhet a NerdKit -hez.