Home

Analogový "ServoPoint" - ovládání (nejen) modelářských servo pro analogová kolejiště.

Table of Contents Použití zařízení Upozornění Napájení Vstupy Výstupy Výstupy pro serva Výstupy pro spínané příslušenství Řídící výstupy Další informace

Použití zařízení

ServoPoint je jednoduchá deska navržená pro analogově řízená kolejiště jako koncový "akční" člen, který ovládá servo motorky a jiné příslušenství v modelu kolejiště. Připojuje se pod desku modelu, co nejblíže k ovládaným servům. Jádrem ServoPointu je Arduino Nano, které obstarává veškeré řídící funkce; Arduino Nano má také přímo vyvedený USB konektor, který se používá pro konfiguraci a diganostiku ServoPointu.

Upozornění

Funkce a postupy uvedené v tomto návodu jsem zkoušel. Konec konců potřebuji rozhýbat vlastní kolejiště. Může se ale stát, že zejména nějaké kombinace (např. ohlas serva v případě zrušení pohybu před jeho dokončením) nejsou dobře definované - jinými slovy ovládácí software může mít chyby nebo nemusí všechny kombinace stavů vyhodnotit použitelným způsobem. Vyjma SW chyb v obsluze tlačítek, kdy se přepínají I/O piny Arduina mezi stavy IN a OUT prakticky nemůže dojít ke zničení HW - ač vyloučit to nelze. Buďte tedy tolerantní.

Výtvor nakonec obsahuje "jen" software, dá se upravit, a Vy si můžete do už hotových a zastavěných obvodů nahrát opravenou verzi. V případě, že zjistíte vadnou funkci - použijte e-mail, nebo hlášení chyb zde na Githubu. Další uživatelé Vám poděkují - buďto tím, že nebudou zbytečně pátrat "jak na to", nebo tím, že se na chybu přijde a opraví se.

Napájení

Deska je navržená pro napájení 5-12V stejnosměrných, napájecí napětí se volí podle potřeb spínaného příslušenství a ovládácích serv. ServoPoint obsahuje jednoduchý stabilizátor napětí pro potřeby elektornické části. POZOR ! ServoPoint obsahuje jen jednoduchou ochranu proti přepólování, nemá usměrňovač. Nezapojujte jej do střídavého napětí.

Vstupy

Hlavní vstup ovládání je navžen po použití až 16

• mžikových spínačů
• tlačítek
• přepínačů

ServoPoint reaguje vždy na změnu stavu vstupu. Tlačítka předpokládá uspořádaná do matice 4x4 - to je jednak vynuceno počtem I/O pinů použitého Arduina, jednak to omezuje množství vodičů mezi ovládacím pultem a modelem (ServoPointem). Je-li tlačítek méně, použije se matice jen částečně osazená (diody nemusí být). U přepínačů je zpravidla využitá pouze jedna poloha, po přepnutí do opačné polohy se pak vstup posuzuje jako nesepnutý.

Tlačítka v matici mohou být doplněna diodami, aby nedocházelo k falešným detekcím "duchům" při stisku více tlačítek najednou. Použijí-li se spínače s aretací, nebo dvoupólové přepínače, je použití diod nezbytné, neboť je typicky více přepínačů v klidovém stavu sepnutých. Dioda může být libovolná (1N4148, ...), vstup pracuje s úrovněmi a proudy TTL.

Je možné zapojit oba výstupy přepínače a získat tak dvojici vzájemně se doplňujících spínacích vstupů (vždy jeden zapnutý), avšak musí se dávat pozor na zapojení přpínače do matice, v obvodu obou spínaných pólů byla vždy dioda.

Výstupy

Výstupy pro serva

Na desce ServoPointu je osazeno 8 3pinových standardních konektorů pro připojení modelářských serv. Serva můžete zapojit pomocí běžných připojovacích kabelů a prodlužovaček. Napětí napájení serv je řiditelné potenciometrem P1, v rozsahu cca 3,5 - 6,5V; vyšší napětí je možné jiným osazením odporů v regulátoru - rozdíl napájecího napětí serv a arduina však nesmí přesáhnout velikost napětí Vgs u použitých MOSFET tranzistorů. Bežná 9g mikroserva (TowerPRO, ...) vystačí s napájením 5-6V. MOSFET tranzistory uvedené v návrhu mohou spínat poměrně velké proudy, měly by fungovat do cca +7V napájecího napětí pro serva.

Po připojení ServoPointu ke zdroji napětí řídí Arduino zapínání napětí do jednotlivých serv tak, aby nedocházelo k velkým proudovým špičkám a zákmitům páky serva. Serva se spínají postupně s tím, že se při zapnutí již generuje řídící signál odpovídající poslední známé poloze. Typicky tak páka kmitne pouze kolem nastavené polohy cca 1mm, a opět se nastaví na původní místo.

Výstupy pro spínané příslušenství

ServoPoint může spínat příslušenství, a to jak TTL, tak jiné napěťové úrovně. Na desce ServoPointu je vyvedeno 8 výstupů do šroubovacích svorek. Spínané napětí je volitelné jumperem na konektoru Jx - buďto 5V, nebo napájecí napětí přivedené do ServoPointu. Výstup 5V se dá zatížit celkově max. 1A. Napětí pro všechny spínané obvody na desce je stejné (5V / napájecí).

Spínání výstupů pomocí tranzistorového pole - výstupy mají otevřený kolektor, spínají proti GND. Tarnzistorové pole má základní ochranu proti indukční zátěži, lze spínat i malá relé, LEDky, .... Na spínaných výstupech ServoPoint *nepodporuje PWM*.

Řídící výstupy

Některé funkce ServoPointu jsou vyvedené na pinové konektory a slouží k zapojení rozšiřujících desek. Vyvedené jsou řídící piny posuvného registru vč. TTL napájení, spínané napěťové výstupy pro napájení servo a PWM k jejich ovládání. Tlačítkový vstup je vyveden včetně TTL napájení pro případnou další logiku.

Možnosti rozšiřujících desek budou popsané dále.

Další informace

1. Spojeni-s-PC: Připojení PC, jak zadávat příkazy 2. Prirazeni-funkce-tlacitku