Efektywne sterowanie 900 serwami modelarskimi przez PWM: Wyzwania i rozwiązania

Sat Mar 27, 2010 9:01 pm   

Ciągle męczy mnie ten temat.
http://www.youtube.com/watch?v=BZysu9QcceM
Serwo modelarskie steruje się przez PWM. 50-60 Hz i impulsy 1-2 ms.

Z matrycą nie da rady aby omiatać ją krótszymi impulsami i je regenerować
(tak jak to ma 74121?).
Na skrzyżowaniu wiersza z kolumną układ całkujący. Omiatać wiersze sygnałem.
I od razu mamy przebiegi do standardowego serwa.
Ma ktoś pomysł? Aby koszt na jeden "piksel" mniejszy niż 10zł.

Robert

Sat Mar 27, 2010 9:24 pm   

Robert Wańkowski wrote:


Attiny10 ;)

Mirek.

Sat Mar 27, 2010 10:18 pm   

Użytkownik "Robert Wańkowski" <robwan@wp.pl> napisał w wiadomości
news:holo6u$6go$1@inews.gazeta.pl...

W jakim celu zastosowano właśnie drewno?

Pozdrowienia. Krzysztof z Tychów.

Sat Mar 27, 2010 10:27 pm   

Użytkownik "Krzysztof Tabaczyński"


Ech ci artyści.
Są różne lustra tego typu. Ze śmieci, kulek od łożysk, które się chowają w
gniazdach, nawet z luster.

Robert

Sun Mar 28, 2010 12:29 am   

Robert Wańkowski wrote:


A dlaczego chcesz robić na piechotę, a nie mikrokontrolerem?
Nie jestem aptudejt z serwami. Są one bistabilne, czy wracają do pozycji
zerowej, jak nie ma impulsów? W pierwszym przypadku możesz normalnie
multiplexować, w drugim lepiej dać prosty mikrokontroller dla grupy serw.
Program będzie prosty, przy 50Hz masz kupę czasu, by zrobić pełny PWM na
każdej nóżce oddzielnie. Każdy procesor będzie mógł obsłużyć jakieś 24-32
serwa, a nawet więcej, jak dasz jakiegoś większego wypaśca. Ale bym nie
przesadzał z komplikacją. Jak dasz 64 procki, każdy steruje 16 serwami, i
już masz 1024 wyjścia. Wsie procki łączysz daisy-chain ze sobą lub robisz
kilka grup (4 lub , które są sterowane przez zgwałcone RS232. Sądzę, że
wiaderko MSP430F4270 wystarczyłoby w zupełności.

Waldek

Sun Mar 28, 2010 7:22 pm   

Robert Wańkowski wrote:


Kosztem wolniejszego i wierszowego odświeżania można by zastosować tylko
30 serw, każde do sterowania prętem kręcącym całym wierszem, natomiast
kolejne 30 serw lub elektromagnesów do wybierania kolumny: dociska całą
kolumnę do prętów sterująćych lub odłącza i blokuje w ustalonej pozycji.

Mirek.

Sun Mar 28, 2010 7:41 pm   

A jest możliwość zrobić to na 1-Wire lub czymś podobnym?
Każde serwo ma adres i jedną (a jak nie to iloma?) wysyłamy zakodowaną
długość impulsu.

Robert

Sun Mar 28, 2010 9:47 pm   

Robert Wańkowski wrote:


to zależy od serwa. Ja bym robił to tak, by serw nie trzeba było przerabiać
albo jakiegoś międzymordzia dodawać. Dlatego bym je pogrupował i każdej
grupie przydzielił procek.

Waldek

Sun Mar 28, 2010 10:57 pm   

Robert Wańkowski wrote:


procek z oprogramowaniem i kondensator 100nF. Pracować mogą na wewnętrznym
generatorze. Ewentualnie potrzebujesz jeszcze rezonator ceramiczny + 2
kondziory, jak masz procka bez generatora. Ewentualnie jeden centralny
generator dla wszystkich, ale tego bym nie robił ze względu na dynamiczne
obciążenie zasilania. Lepiej, by pracowały asynchronicznie.
Połączenie między prockami leciałoby na zmodyfikowanym RS232. Konkretnie
idziesz z procesora sterującego całym majdanem do sterownika pierwszych n
serw do RX, TX dajesz do wejścia następnego itd. W protokole masz na
pierwszym bajcie adres procesora, w bajtach 2 do n+1 masz wartości serw, w
bajcie n+2 sumę kontrolną. Każdy procek sprawdza, czy dla niego i sobie
bierze jak potrzebuje, jak nie, to robi echo na TX. Można to zrobić jeszcze
lepiej, dając np. MSB zawsze zero dla rozkazu, procek zaadresowany zmienia
na 1 i posyła dalej (oczywiście sumę kontrolną też zmienia) i na końcu masz
echo z potwierdzeniem, czy przeszło przez cały ciąg i czy procek zareagował
odpowiednio. Ale to wszystko to oprogramowanie. Cena hardware byłaby cena
procka * liczba serw/n, gdzie n liczba serw na procesor. Dałbym n=16 góra
n=32, masz wtedy bardziej modularny system. 100 kondensatorów 100nF kosztuje
2-3zł.
PWM możesz zadrutować dość prosto, bo obsługujesz wszystkie serwa bez
różnicy, więc masz właściwie pętlę z n razy if w środku i licznik. Tylko
obsługa protokołu RSa wymaga przemyślenia.

Waldek

Sun Mar 28, 2010 11:09 pm   

Użytkownik "Waldemar Krzok


A wokół takiego procka, który wysteruje 30 serw co powinno być?
Chodzi mi o koszty.

Robert

Mon Mar 29, 2010 7:48 am   

On Mon, 29 Mar 2010 00:09:47 +0100, Robert Wańkowski wrote:

A 900 serw cie nie przeraza, jesli chodzi o koszty ?

w miare przecietny AVR obsluzy kilkadziesiat serw - tu bardziej chodzi
o ilosc osiagalnych portow.
Z prostym scalakiem TTL/CMOS wystarczylby nawet jakis maly pinowo
procek.

Ewentualnie wepchnac to w FPGA.

Tak czy inaczej - niezbyt drogo na piksel.

J.

Mon Mar 29, 2010 8:02 am   

Użytkownik "Robert Wańkowski" <robwan@wp.pl> napisał w wiadomości
news:holo6u$6go$1@inews.gazeta.pl...

Procesor wyrzuca po SPI (zakładam 10MHz) dane szeregowo do szeregu złożonego
ze 113 układów 74HC4094.
Wpisanie danych z tą prędkością wymaga 904 * 0,1us = 90,4us. A więc co 100us
można odświeżyć cały stan.
Nie wiem jak się steruje serwo. Z tego co napisałeś rozumiem, że co 20ms
(50Hz) wymaga otrzymania impulsu o długości od 1ms do 2ms (rozumiem 1ms -
jeden stan skrajny, 2 ms drugi). Odświeżanie co 100us pozwoli mieć 10 stanów
pośrednich między stanami skrajnymi (może wystarczy, a może ja źle rozumiem
wymagane sterowanie i mamy do dyspozycji całe 20ms co da 200 stanów
pośrednich wypełnienia).
74HC4094 w TME to 46gr/100szt. Więc wychodzi 5,75 grosza na piksel.
Oczywiście trzeba będzie jeszcze jakieś bufory dla sygnału clock i zatrzask
danych. Ale to rzędu jedna kostka na 10 kostek 4094 - podnosi koszt o 10% do
6,3 gr/piksel.
To tylko koszt wytworzenia 904 sygnałów PWM. Czy te serwa wymagają mocnego
sterowania, czy tylko informacyjnego nie mam pojęcia więc co dalej z tymi
sygnałami się nie zastanawiam.
P.G.

Mon Mar 29, 2010 11:56 am   

Użytkownik "Piotr Gałka"


Mamy od 1-2 ms impulsy.



Poniżej 10 mA. Tu dane przykładowego:

Control System: +Pulse Width Control 1500usec Neutral
Required Pulse: 3-5 Volt Peak to Peak Square Wave
Operating Voltage: 4.8-6.0 Volts
Operating Temperature Range: -20 to +60 Degree C
Operating Speed (4.8V): 0.19sec/60° at no load
Operating Speed (6.0V): 0.15sec/60° at no load
Stall Torque (4.8V): 42 oz/in (3.0 kg/cm)
Stall Torque (6.0V): 51 oz/in (3.7 kg/cm)
Current Drain (4.8V): 7.4mA/idle and 160mA no load operating
Current Drain (6.0V): 7.7mA/idle and 180mA no load operating
Dead Band Width: 5usec
Bearing Type: Top/Resin Bushing

Jaka jest szansa na rozbudowanie Twojej wizji 2-3x.
Czy da radą połączyć ten sterownik z komputerem standardową skrętką?
Czy komputer musi być przy sterowniku?

Robert

Mon Mar 29, 2010 12:12 pm   

Użytkownik "Robert Wańkowski" <robwan@wp.pl> napisał w wiadomości
news:hoq11g$3b6$1@inews.gazeta.pl...

się 10 (11) pozycji w zakresie 1ms do 2ms.
Bezpośrednie rozbudowanie mojej wersji wymaga wydłużenia łańcucha rejestrów
co proporcjonalnie wydłuży czas ładowania do nich danych - czyli z 100us
zrobi się 300us co da tylko 3 pozycje (jedna skrajna, neutralna i druga
skrajna).
Do tego trzeba sprawdzić jaka jest max szybkość wysyłania danych po SPI - te
10MHz przyjąłem trochę ze sufitu (może max jest 5MHz).
Ale zamiast wydłużać łańcuch można zbudować kolejne jednakowe układy.
Łańcuch można też skrócić dzieląc go na kilka każdy sterowany innym SPI (czy
to inne SPI w tym samym procesorze, czy w osobnym to inna kwestia).


Widać, że nie wiesz o co pytasz. Wszystko się da, zależnie jaki interfejs
się do procesora dostawi.


Jeśli przez tę skrętkę puścić RS485 i prędkość rzędu 100kb na tym łączu
będzie wystarczała (zależy ile logiki sterowania w PC, a ile w sterowniku)
to odległość będzie maksymalnie rzędu 1200m. Czy to jest przy sterowniku to
zależy od zdefiniowania pojęcia "przy".

Problemy raczej widzę w rozprowadzeniu sygnałów clock do oddalonych od
procesora rejestrów, lub jeśli rejestry będą tuż przy procesorze to w
rozprowadzeniu tych tysięcy linii z sygnałami PWM.
P.G.

Mon Mar 29, 2010 4:49 pm   

Robert Wańkowski wrote:


Jeżeli masz kogoś bogatego, napalonego na _taki_ wyświetlacz to
oczywiście działaj - nie powinno być problemów.
Zasugeruję tylko, że znacznie ciekawiej jest zrobić coś nowego niż
kopiować czyjś pomysł.

Mirek.