Arduino ja PA-12 – näin pääset alkuun

PA-12 on korkean tarkkuuden toimilaite, jota voidaan ohjata Arduinolla. Tämä PA-12 introduction -opas esittelee ohjaustavat ja toteutuksen PA-12 Arduino API:lla.

PA-12:sta on kaksi versiota. PA-12-R käyttää kelatonta DC‑servomoottoria ja RS‑485‑viestintäprotokollaa. PA-12‑T käyttää kela‑DC‑servomoottoria ja TTL/PWM‑viestintäprotokollaa.

PA-12:n ja Arduinon käyttöönotto riippuu käytettävästä PA-12‑versiosta. Tässä ohjeessa käytetään PA-12-10645012R – 1,06” iskun pituus, 4.50LBS voimaa, 12VDC kelaton DC‑moottori. Kelaton moottori tarkoittaa, että tämän toimilaitteen viestintäprotokolla on RS‑485.

Arduino Leonardo/Uno ei tue RS‑485‑viestintää, mutta siinä on TTL. Käytämme TTL–RS‑485‑moduulia viestiäksemme tässä ohjeessa Arduinon ja lineaarisen toimilaitteen välillä.

Kuva 1 – RS‑485–TTL Arduino ‑moduuli

PA-12:n ohjaustoiminta

PA‑12:ta ohjataan suoraan lähettämällä datapaketteja TTL‑ tai RS‑485‑viestinnän kautta. Jokainen datapaketti sisältää tiedot, joita käytetään jonkin PA‑12:n toiminnon suorittamiseen tai laitteen nykytilan vastaanottamiseen. Nykytila voi olla esimerkiksi servon ID, jännitearvo, toimilaitteen varren sijainti jne.

Laitteisto ja ohjelmisto

• Arduino Leonardo
• TTL–RS‑485‑moduuli
• PA-12-10645012R‑toimilaite
• +12VDC virtalähde
• Hyppyjohtimet
• Arduino IDE
• PA‑12 Arduino API

PA-12 API

PA‑12 API voidaan ladata täältä. Tämä API sisältää seuraavat tiedostot ja kansiot:

• PA12.ino
  • Sisältää PA‑12:n komentorakenteet ja toiminnot, jotka siirtävät ja vastaanottavat dataa PA‑12:lta/PA‑12:lle
  • Kaikki esimerkkikoodeissa käytettävät tai omaan koodiisi toteutettavat toiminnot sijaitsevat tässä tiedostossa
• PA12.h
  • Otsikkotiedosto sisältää viestintäprotokollan ja sarjaviestinnän otsikkotiedostot
  • Sisältää kaikkien PA12‑ominaisuuksien funktio‑ ja muuttujamääritykset
  • setPosition, ServoID, presentSpeed, forceEnable
• Aputiedostot
• Esimerkkikoodit
  • Esimerkkikoodilla voit helposti toteuttaa PA‑12‑ohjauksen omaan järjestelmääsi
  • Kaikki esimerkkikoodit on ohjelmoitu käytettäväksi Arduino Leonardon kanssa; lähetys‑ ja vastaanottopinnejä varten käytetyt muuttujat voidaan kuitenkin muuttaa vastaamaan mikrokontrolleria/Arduinoa, joka sinulla on

PA12‑kirjaston tuonti

Valitse ‘Sketch’ --> Include Library --> Add.ZIP Library. Kaikki PA12‑kansiossa olevat tiedostot tuodaan suoraan lineaarisen toimilaitteen Arduino‑kirjastoon. Tämän jälkeen voit käyttää PA12‑toimintoja toimilaitteen ohjaukseen.

Käytettävissä olevat komennot PA‑12:lle

Komennot on koottu alla olevaan taulukkoon. Saat lisätietoa komentoihin liittyvästä koodauksesta tarkastelemalla PA12.ino‑tiedostoa. Tässä ohjeessa käsittelemme peruskomennot. Tulevissa ohjeissa käsitellään edistyneempiä toimintoja ja ohjaustekniikoita.

Lukutoiminnot

Alla olevan taulukon toiminnot ovat vain luku ‑tilassa ja palauttavat arvon.

Lukutoiminto	Muuttuja	Kuvaus
myServo.getModelNumber(ID_NUM)	ID_NUM	PA‑12‑mallinumero
myServo.Version(ID_NUM)	ID_NUM	PA‑12‑moottorin versionumero
myServo.CalStroke (ID_NUM, *Length*)	ID_NUM, Length = Short, Long tai Center	Iskun pituuden kalibroinnin tarkistus
myServo.presentVolt((ID_NUM)/10)	ID_NUM	Tulojännitetarkistus
myServo.presentTemperature(ID_NUM)	ID_NUM	Moottorin tämänhetkinen lämpötila
myServo.MaxTemperature(ID_NUM)	ID_NUM	Lue suurin lämpötilaraja
myServo.presentPosition(ID_NUM)	ID_NUM	Toimilaitteen nykyinen sijainti
myServo.moving(ID_NUM)	ID_NUM	Moottorin tilan palautettu arvo. 1 = Liikkeessä, 0 = Pysähtynyt
myServo.limitVolt(ID_NUM, *Highest/Lowest*)	ID_NUM, High Voltage Level = Highest tai Low Voltage Level = Lowest	Lue korkean tai matalan jännitteen asetus
myServo.alarmLed(ID_NUM)	ID_NUM	Lukee hälytys‑LEDin tilan. 1 = Päällä, 0 = Pois
myServo.alarmShutdown(ID_NUM)	ID_NUM	Lukee hälytystilassa tapahtuvan sammutuksen tilan
myServo.StrokeLimit(ID_NUM, *Long/Short*)	ID_NUM, Extend Limit = Long tai Retract Limit = Short	Lukee iskun pituuden maksimi‑ ja minimirajat
myServo.ResolutionFactor(ID_NUM)	ID_NUM	Lukee servomoottorin resoluutiokertoimen
myServo.movingSpeed(ID_NUM)	ID_NUM	Lukee servomoottorin nopeuden arvon
myServo.forceLimit(ID_NUM)	ID_NUM	Lukee servomoottorin enimmäisvoiman (haihtuva asetus)
myServo.maxForce(ID_NUM)	ID_NUM	Lukee servomoottorin enimmäisvoiman (pysyvä asetus)

Kirjoitustoiminnot

Kirjoitustoiminto	Muuttuja	Kuvaus
myServo(&Serial, enable_pin, Tx Level)	Sarjaportin numero, enable‑pinni, lähetyspinni	Viestintäportin asetus
myServo.begin(*Baud Setting Value*)	Baud‑asetusarvo (ks. taulukko)	Sarjaviestinnän siirtonopeus (baud)
myServo.ServoID(ID_NUM, ID_Sel)	ID_NUM, ID_Sel	Vaihda servon ID‑arvo
myServo.ledOn(ID_NUM, *LED RGB Value*)	ID_NUM, LED RBB ‑arvo (ks. taulukko)	Kytkee määritetyn LEDin päälle
myServo.MaxTemperature(ID_NUM, Temperature)	ID_NUM, Temperature	Kirjoita suurin lämpötilaraja
myServo.goalPosition(ID_NUM, *Position Value*)	ID_NUM, Position Value (ks. taulukko)	Aseta haluttu iskun pituuden sijainti
myServo.limitVolt(ID_NUM, *Highest/Lowest*, LimitVolt)	ID_NUM, Higher Value = Highest tai Lower Value = Lowest, LimitVolt	Aseta korkean tai matalan jännitteen asetus
myServo.alarmLed(ID_NUM, *Alarm Variable*)	ID_NUM, Alarm Bit	Hälytys‑LEDin asetus. Katso lisätiedot taulukosta.
myServo.alarmShutdown(ID_NUM, *enable*)	ID_NUM, Enable: 0 = off, 1 = on	Moottorin hälytyssammutuksen asetus. Jos hälytys aktivoituu, moottori voidaan sammuttaa
myServo.StrokeLimit(ID_NUM, *Long/Short*, *Position Value*)	ID_NUM, Extend Limit = Long tai Retract Limit = Short, Position Value (ks. taulukko)	Kirjoittaa iskun pituuden maksimi‑ ja minimirajat
myServo.ResolutionFactor(ID_NUM, *Resolution Factor*)	ID_NUM, Resolution Factor (ks. taulukko)	Asettaa resoluutioarvon toimilaitteen iskun pituuden asemoinnille.
myServo.movingSpeed(ID_NUM, *Moving Speed Value*)	ID_NUM, Moving Speed Value (ks. taulukko)	Asettaa servomoottorin nopeuden
myServo.forceLimit(ID_NUM, *Force Value*)	ID_NUM, Force Value (ks. taulukko)	Asettaa servomoottorin enimmäisvoiman (haihtuva asetus)
myServo.maxForce(ID_NUM, *Force Value*)	ID_NUM, Force Value (ks. taulukko)	Asettaa servomoottorin enimmäisvoiman (pysyvä asetus)

Muuttuja‑asetukset

Alla olevissa taulukoissa on funktioihin syötettävät muuttuja‑arvot.

Baud‑nopeus

Baud‑muuttujan arvo	Siirtonopeus (baud)
16	115200
32	57600
64	19200
128	9600

LED‑arvo

LED RGB ‑arvo

RED

GREEN

BLUE

Servo‑ID

Servon ID ‑arvo

0

1 - 253

254

Servomoottorin ID‑muuttuja ID_NUM: vaihtoehtoja on yhteensä 255. Arvo 0 on oletus. Voit valita yksittäiselle ID:lle arvon 1–253. Arvo 254 on varattu lähetys‑ID:ksi, jolloin kaikki verkossa olevat PA‑12‑yksiköt aktivoidaan.

Hälytysasetukset

Hälytysasetus	Hälytysasetuksen arvo
Tulojännitevirhe	0
Iskun pituuden rajan virhe	1
Aluevirhe	3
Tarkistussumma‑virhe	4
Ylikuormitusvirhe	5
Ohjauskomento‑virhe	6
*Reserved*	7

Iskun pituuden resoluutiokerroin

Resoluutio­kertoimen arvo	Resoluutio
1	4096
2	2048
3	1024
4	512

Mitä suurempi resoluutioarvo, sitä parempi paikannustarkkuus. 

Liikenopeus

Liikenopeuden arvo	Nopeusasetus
0	Maksiminopeus
1 - 1023	1 = Hitaimmin, 1023 = Nopeimmin

Voima‑arvo

Voima‑arvo	Voima‑asetus
0 - 1023	1 = Pienin, 1023 = Suurin

Sijaintiarvo

Sijaintiarvo	Sijainti
0 - 4095	0 = Täysin sisällä, 4095 = Täysin ulkona

Kytkentäohje

PA‑12 kytketään RS‑485‑moduuliin, joka on suoraan kytketty Arduinoon. Tämä PA‑12‑versio vaatii 12VDC virtalähteen servomoottorin syöttöä varten.

RS‑485 puoli A	Arduino
DI	Pin 1
DE	Pin 2
RE	Pin 2
R0	Pin 0

 

Arduinon pinni 0 on TTL‑vastaanotto. Arduino Leonardon pinni 1 on TTL‑lähetys. Esimerkkikoodeissa pinni 2 on asetettu enable‑pinniksi.

PA‑12 4‑napainen liitin	Arvo
Black	GND
Red	Servo Motor +VDC
White	Communication Pin A
Yellow	Communication Pin B

 

Kuva 3 – PA‑12‑porttikytkennät

RS‑485 puoli B	Kytkentä
VCC1	+5VDC (Arduino)
A	PA‑12 White Wire
B	PA‑12 Yellow Wire
GND2	Virtalähteen GND ja PA‑12 GND

¹RS‑485‑moduuli saa virran Arduinon +5VDC‑lähdöstä.

²Maadoitus on yhteinen PA‑12:n, virtalähteen ja RS‑485‑moduulin välillä.

Esimerkkikoodi

Tässä ohjeessa esittelemme kolme esimerkkikoodia, jotka antavat alustavan käsityksen joistakin PA‑12:n ominaisuuksista ja siitä, miten kirjoitus‑ ja lukutoimintoja voi toteuttaa omaan koodiisi.

1. PA12_PresentPosition
2. PA12_StrokeLimit
3. PA12_ForceLimit

1. Nykyinen sijainti

Tässä koodissa käyttäjä syöttää halutun sijaintiarvon väliltä 0–4095 sarjavalvontaan. Kun arvo on syötetty, komento lähetetään PA‑12:lle, joka aktivoi servomoottorin liikuttamaan vartta haluttuun asentoon. Moottorin liikkuessa nykyinen sijainti näytetään, kunnes lopullinen sijainti on saavutettu. 

2. Iskun pituuden rajat

Tässä koodissa PA‑12 käy sykliä 1000 ms välein annettujen ulos‑ ja sisäänvedon rajojen sisällä. Long ja Short ‑määreet sijaitsevat stroke limit ‑toiminnossa

3. Voimaraja

Tässä esitettävä voimarajaa koskeva koodi on haihtuva versio. Tämä tarkoittaa, että aina kun PA‑12 menettää virran, voimarajan arvo palautuu oletusasetukseen. Käyttäjä syöttää voimarajan arvon sarjavalvonnasta. Tässä tapauksessa voima‑arvo 0 tarkoittaa pientä voimaa ja 1023 suurinta voimaa.

Tulevat ohjeet

Tulevissa ohjeissa käsittelemme:

• Edistyneiden toimintojen toteutus
• PA‑12:n TTL‑ ja PWM‑version ohjaus
• Vianetsintätekniikat
• Ulkoiset ohjaustavat

PA‑12 on monipuolinen ja erittäin tarkka toimilaite, jonka avulla loppukäyttäjä voi hallita sovellustaan suoraan. Oikein toteutettuna PA‑12 pystyy täyttämään tarkalleen järjestelmäsi vaatimukset.

Lisätietoja saat lähettämällä sähköpostia osoitteeseen sales@progressiveautomations.com tai soittamalla tiimillemme numeroon 1‑800‑676‑6123.