[urok 0]

Независимое управление двумя ДПТ;

Аппаратная обработка инкрементных (импульсных) датчиков;

Наличие датчика тока для двух каналов;

Наличие двух независимых каналов UART;

Интерфейс JTAG для отладки программного обеспечения и SPI для его загрузки;

Раздельные каналы питания силовой и вычислительной части;

Микроконтроллер AVR с тактовой частотой 16МГц.

Система управления является приводным уровнем мобильных робототехнических платформ, позволяет поддерживать заданную скорость вращения колес или гусениц и оценивать пройденный путь. Установив систему управления на Вашу робототехническую платформу, Вы сможете управлять движением вперед, назад, поворотом во время движения и разворотом на месте за счет независимого управления приводными двигателями постоянного тока. Управление скоростью вращения двигателей осуществляется по средством, широтной импульсной модуляции (ШИМ). В качестве датчика обратной связи могут быть использованы датчики, установленные на валу двигателя, с поддержкой двухканального режима для определения направления вращения. Задание на управление скоростью вращения или положением (углом поворота) вала двигателя осуществляется по последовательному интерфейсу UART.

Технические характеристики

 

Интерфейс 2xUART

Загрузка и отладка ПО JTAG, SPI

Напряжение питания от 8В до 50В

Количество подключенных двигателей 2шт.

Количество подключаемых датчиков положения 2шт.

Количество датчиков тока 2шт.

Количество кнопок управления 2шт.

Максимальная мощность каждого двигателя 70Вт

Габариты 140мм * 60мм

Климатическое исполнение от -10°С до +50°С

 

Модуль содержит два двух контактных силовых разъема подключения двигателей, каждый из которых рассчитан на ток не более 10А. Для подключения датчиков вала двигателя, обычно либо оптического, либо на основе датчика Холла, предусмотрен четырех контактный разъем, содержащий так же контакты для непосредственного питания самих датчиков+5В. Для удобства внутрисистемного обмена модуль оснащен дополнительным интерфейсом UART, содержащим помимо самих линий передачи данных RXD и TXD еще две стробовых линии CTS и RTS, применяемых для пакетного обмена. Так же данный интерфейс может быть использован пользователем по своему усмотрению. Стробовые линии также могут быть задействованы непосредственно и в основном интерфейсе UART. Программирование и отладка программного обеспечения на плате осуществляется посредством установленных на плате одного из двух разъемов - ISP и JTAG, со стандартным расположением выводом, для подключения типовых программаторов AVR микроконтроллеров.

Ручное управление двигателями, т.е. их включение или выключение, или запуск основной программы на исполнение и ее прерывание можно осуществить непосредственно с помощью двух установленных кнопок «Start» и «Stop». Индикация режимов работы, а так же сообщение об ошибке отображается с помощью четырех светодиодов. Отдельным светодиодом предусмотрена индикация наличия напряжения питания непосредственно микроконтроллера. Для перезапуска исполняемой программы присутствует кнопка «Reset».

Основу модуля составляет 8-ми разрядный микроконтроллер AVR ATMega2560, работающий от напряжения питания +5В, с базовой частотой 16МГц. Для управления силовыми каскадами двигателя используется специализированная микросхема A4940, позволяющая работать в широком диапазоне питающих напряжений от 7В до 50В и имеющая встроенную защиту силовых каскадов от сквозного тока во время переключения. Ограничение по току выполнено на базе специализированной микросхемы на основе датчика холла ACS712, обладающей полосой пропускания до 80МГц.

Возможным альтернативным использованием модуля может служить применение его для управления либо одним шаговым двигателем, либо бесколлекторным двигателем постоянного тока, аналогичной мощности.

Стоимость 6 тыс.руб.

Описание и электрическую принципиальную и монтажную схему предоставлю

 

[Stepanov 9]

Какие датчики поддерживаются?

А что на это плате с ПИД регуляторами, сколько контуров управления?

Возможно ли управление по скорости, положению, моменту?

Какова максимальная частота импульсов с энкодера?

Фото не помешало бы.

[urok 0]

Какие датчики поддерживаются?

Инкрементные (импульсные), с двумя каналами сдвинутыми на четверть периода (нуль-метки нет, но есть потенциальная возможность ее подключения). Можно подключать как датчики на основе эффекта Холла, так и оптические датчики. Амплитуда входных импульсов от 4 до 5В. Если интересует что-то конкретное - сформулируйте вопрос.

 

А что на это плате с ПИД регуляторами, сколько контуров управления?

Для разрабатываемой задачи было реализовано два контура управления - по скорости и по положению. Эти контура работают для каждого из двигателей.

 

Возможно ли управление по скорости, положению, моменту?

Возможно, т.к. для этого есть и инкрементный датчик и датчик тока. Однако, управление по датчику тока не использовалось и он был защитным настроен на порог превышения тока в течении заданного времени...

 

Какова максимальная частота импульсов с энкодера?

до 2МГц, но лучше ограничится 1МГц.

 

[_Pasha 0]

... специализированной микросхемы на основе датчика холла ACS712, обладающей полосой пропускания до 80МГц.

80кГц

Вы извините, так, в глаза бросилось...

[Stepanov 9]

Спасибо за ответы.

С какой частотой работают регуляторы? В каких пределах задается частота ШИМ? Есть ли картинки с драфиками реакции на резкое изменение уставки для различных (по индуктивности и электромеханической постоянной ) моторов?

[urok 0]

Ответ 1:

Да, Вы правы, полоса пропускания 80кГц - опечатка вышла, приношу извинения.

 

Ответ 2:

Если я не ошибаюсь, то регуляторы работают с частотой порядка 30-50мс, а частота ШИМ порядка 30кГц. Картинок с графиками нет, регуляторы (ПИД) для данной платы настраивались для одного типа ДПТ. Двигатели приводили в движение тележку весом порядка 10кг и максимальной линейной скоростью движения 0,8м/с. На других двигателях плата тестировалась с без регулятора (без ОС) - только для проверки работы силовой части, т.к. на имеющихся мощных двигателях не было инкрементного датчика.