讲座视频 - 转速计 - 接口

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大家好,我是 Jon Valvano,在本视频中, 我们将讨论码盘。 在前一个视频中, 我向您展示了如何使用输入捕获来测量周期, 在本视频中,我们希望具体 讨论一下码盘,包括我们将如何 连接它以及它的数字意味着什么。 那么,让我们开始吧。 好,那么当我们搭建码盘时,它必须 包含一个传感器。 如果您看看这里,您会看到这些部件, 它们就是传感器。 这个 -- 这个小圆盘固定在 电机轴上,随着该圆盘 在传感器旁边旋转, 您将获得脉冲信号,它们 是电机旋转速度的函数。 那么,我们在前一个实验中搭建了该编码器, 现在我们要把它连接到微控制器。 好,那么这里是将要发生的事情。 由于该码盘的特定工作方式, 我们可以 -- 我们知道,轮子每转动一周, 我们将得到 360 个脉冲。 那么,如果您愿意,我们可以看到, 我们在这里有一个角分辨率约为 1 度的角, 即此处的 θ,它是该码盘的分辨率。 但我们将尝试测量速度,因此, 如果我们在这里对速度方程进行 量纲分析,我们从旋转一周 是 360 个脉冲这个知识点开始,现在, 我们想把它转换为 RPM -- 因此我要把秒转换为纳秒。 一秒包含十亿纳秒。 一分钟包含 60 秒。 现在,正如您从前一章 了解到的,我的测量的分辨率 将是每次测量每个脉冲 83.33 纳秒。 那么,这个变量是由 输入捕获测量得到的, 然后,在您完成上面的运算之后, 将得到一个相当简单的转换公式, 这个公式将输入捕获测量到的周期 转换为以 RPM 为单位的速度。 有关该传感器的另一件事 -- 实际上,这只是连接在双通道 示波器上的码盘中的一个。 它是 -- 码盘上实际上有两个引脚, 一个引脚连接到输入捕获, 因此如果我们连接好以后, 将测量这里的周期。 但实际上还有第二个信号, 我们可以通过两种方法来使用它。 在本章中的使用方法是 在该边沿时 -- 您应该记得,这是一个上升沿中断。 如果您在发生该中断时查看另一个引脚, 您可以测量方向。 因此,我们用到的测量是 -- 不仅测量您的电机旋转速度有多快, 您还可以测量它在向哪个方向旋转。 现在,您差不多知道了它在向 哪个方向旋转,因为您编写了输出该方向的代码, 但这只是一个应用场景。 如果您愿意,您可以使用第二个引脚完成的功能是 可以在每个边沿设置一个 输入捕获。 如果您在两个信号的每个上升沿 进行输入捕获,现在我们将得到的是 四倍数量的脉冲。 那么,如果您仅查看上升沿, 每一圈有 360 个上升沿, 但如果您查看两个波形的所有边沿, 您实际上会实现四倍的分辨率。 现在,实际上我们并不需要这么高的分辨率, 因此我们不会这么做。 好,这里是硬件电路。 在前一个实验中,我们向您展示了如何连接它。 这些是每个码盘的引脚, 这些是每个码盘的引脚, 因此,对于左侧和右侧码盘, 我们将连接引脚 A 和 B。 那么,我们将在一个引脚上使用输入捕获, 在另一个引脚上使用常规 GPIO。 可以使用 5 V电压为编码器本身供电。 输出实际上 -- 编码器的输出有两种状态。 它有一个低电平状态和一个悬空状态。 我们要做的是,使用这里连接到 3.3V 的上拉电阻, 以便在这里为我们的微控制器 获取 3.3V 的信号。 这些引脚是用于电机的引脚, 我们不会在本实验中连接它们。 因此,为了使这一切发生, 我们必须切断这里的导线, 我们必须切断这里的导线, 然后把 VPU 连接到 3.3V。 电机驱动板上的这两处硬件改动是 为了使码盘工作而必须进行的修改, 我将会把输入捕获连接到这里。 我将会把输入捕获连接到这里。 因此,我们将使用两个捕获引脚,8.2 和 10.4, 然后,如果您需要,使用两个 GPIO 引脚进行方向测量。 而本幻灯片的有趣之处实际上 在于设计。 在整个机器人系统中,您将使用 许多模块、许多引脚,您的任务是 把它们全部整合在一起,把所有 I/O 应用都整合在一个 微控制器中。 这里只是完成它的一种可能方法, 但它不是唯一的方法。 您可以看到,该芯片上几乎 到处都有计时器。 再说一次,我们将在这里,在端口 10.4 和端口 8.2 上 进行输入捕获,然后在这里的其他两个引脚上使用 常规 GPIO 引脚。 事实证明,如果该引脚为高电平, 那么您的电机向前旋转,如果该引脚 为低电平,那么电机向后旋转。 向前和向后是指相对于机器人 的行进方向。 在前一个视频中,我们有单个输入捕获, 现在,您将有两个输入捕获, 因此您将看到 -- 您将有两个中断服务例程, 一个用于左侧电机,一个用于右侧电机。 由于中断向量(不同), 因此我们将有两个中断服务例程。 因此,我们必须要 设置两个优先级寄存器, 我们必须要设置两个嵌套矢量中断控制器 的使能位。 这些功能都要通过阅读数据手册 和改变系统来实现, 改变系统是指把一个中断更改为两个中断。 让我们来讨论如何使用它。 现在,可以测量速度之后,我们可以做一些 非常有趣的事情。 我在下一个模块将进行介绍, 但在这里,在本实验中, 您可以做一些有趣的事情。 那么现在,正如您知道的,如果您输入占空比, 如果我们看看占空比, 它是电机的输入,我们把速度看作输出, 您可能会问这样一个问题,该响应看起来是什么样的? 我们现在可以这么做。 我们现在可以测量速度,把它作为占空比的函数, 在我们这么做之后,我们可以查看一些指标, 比如它的增益是多少,该响应的斜率是多少, 形状看起来是什么样的。 我们还可以做另一件事情, 如果我们将这里的占空比从 25% 增大为 50%, 我们这么做之后,会发生了什么情况? 嗯,电机原来具有一定的速度, 然后电机又提高到一个新的速度。 该时间常数, 即达到该差值的 e 的负 1 次方所需的时间, 如果您在这里有一个 ΔS, 上升到 63% 需要多长时间? 这是一个很有趣的参数,称为时间常数, 它将告诉您电机 的响应速度有多快。 您知道这样一个事实, 它不会响应 PWM 的各个高电平和低电平, 但您可能想知道该数字来自哪里。 它实际上来自该实验。 让我们看看一些实际数据。 这是该模块中我的实验的结果。 我所做的是,我做了刚才所说的事情。 我有一个占空比, 然后,嘣,让我们把它从 25% 增加到 50%, 接下来,我测量电机转速,以 RPM 为单位。 那么,这是初始速度, 这是最终速度,那里是该变化的 63%。 您可以在这里看到,电机花费了大约 50 毫秒的 时间进行响应。 我在实验 10 里进行了这个测试,因为我可以 在机器人沿着赛道行进时做这个实验。 那么,这个测试可以 在机器人移动时执行, 因为我把该数据存储到了微控制器的 ROM 中。 如果我建立一种非常简单的关系,我们可以 -- 这称为线性模型, 它是电机最简单的模型。 它也许不是那么简单,但这个模型允许 我们估算电机的速度, 以及电机的时间常数。 总结一下,我们在本模块中了解到了输入捕获。 我们知道了可以通过预分频 来调节分辨率和测量范围之间的差异。 来调节分辨率和测量范围之间的差异。 通过输入捕获测量周期, 用周期计算速度,然后通过该速度, 我们可以推导出时间常数。 在下一个模块中,我们要做的是, 把该速度运用到一个控制系统中, 以使得电机能够以任意所需要的速度进行旋转, 这将通过反馈环路完成。 这将是下一个模块的主题。 好的,希望您喜欢本次实验。 电机正在旋转, 我们很快将可以进行比赛。
课程介绍 共计3课时,30分17秒

TI-RSLK 模块 16 - 转速计

TI 测量 机器人 RSLK 转速计 电机转速

在此模块中,您将学习如何连接转速计,使机器人能够测量电机转速。软件通过转速计数据可使机器人直线移动、移动规定的距离或以规定的角度转弯。

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拓展知识面,学习学习!!

2019年10月22日 21:12:16

大明58

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2019年06月26日 14:58:24

hellokt43

看看视频,学习一下...

2019年05月15日 09:12:32

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看看视频,学习一下

2019年02月11日 14:34:00

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学习学习了

2019年01月26日 23:00:26

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2019年01月17日 15:40:48

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2019年01月13日 16:57:35

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不错的

2019年01月09日 09:49:22

htwdb

学习了,不错的视频!

2018年12月27日 21:46:24

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