Prvi koraki z Arduinom in PA-12

PA-12 je visokonatančen aktuator, ki ga je mogoče krmiliti z Arduinom. Ta vodnik PA-12 introduction bo predstavil načine krmiljenja in implementacijo z Arduino API‑jem za PA-12.

Obstajata dve različici modela PA-12. PA-12-R ima brezjedrni enosmerni servomotor in komunikacijski protokol RS-485. PA-12-T ima enosmerni servomotor z jedrom in komunikacijski protokol TTL/PWM.

Začetek dela s PA-12 in Arduinom je odvisen od različice PA-12, ki jo uporabljate. V tem vodiču je uporabljen PA-12-10645012R – hod 1,06”, 4.50LBS sile, 12VDC brezjedrni enosmerni motor. Brezjedrni motor pomeni, da je komunikacijski protokol za ta aktuator RS-485.

Arduino Leonardo/Uno nima komunikacijskega protokola RS-485, ima pa TTL. V tem vodiču bomo za komunikacijo z linearnim aktuatorjem Arduino uporabili modul TTL v RS-485.

Slika 1 – RS-485 v TTL modul za Arduino

Delovanje krmiljenja PA-12

PA-12 se neposredno krmili s podatkovnimi paketi, poslanimi prek komunikacije TTL ali RS-485. Vsak podatkovni paket vsebuje informacije, uporabljene za izvedbo določene funkcije PA-12 ali za prejem trenutnega stanja naprave. Trenutno stanje naprave so lahko na primer ID serva, vrednost napetosti, položaj palice aktuatorja itd.

Oprema in programska oprema

• Arduino Leonardo
• Modul TTL v RS-485
• Aktuator PA-12-10645012R
• +12VDC napajalnik
• Povezovalne žice (jumper)
• Arduino IDE
• PA-12 Arduino API

PA-12 API

PA-12 API lahko prenesete tukaj. Ta API vsebuje naslednje datoteke in mape:

• PA12.ino
  • Vsebuje ukazne strukture in funkcije PA-12, ki prenašajo in sprejemajo podatke v/iz PA-12
  • V tej datoteki so shranjene vse funkcije, uporabljene v zglednih kodah ali namenjene implementaciji v vaši kodi
• PA12.h
  • Glava (header) vsebuje komunikacijski protokol in datoteke glave za serijsko komunikacijo
  • Vsebuje deklaracije funkcij in spremenljivk za vse funkcije in zmožnosti PA12
  • setPosition, ServoID, presentSpeed, forceEnable
• Pomožne datoteke
• Vzorčne kode
  • Vzorčno kodo lahko uporabite za preprosto implementacijo krmiljenja PA-12 v vaš sistem
  • Vse vzorčne kode so programirane za uporabo z Arduino Leonardo, vendar je mogoče spremenljivke za oddajne in sprejemne pine prilagoditi mikrokrmilniku/Arduinu, ki ga že imate

Uvoz knjižnice PA12

Izberite ‘Sketch’ --> Include Library --> Add.ZIP Library. Vse datoteke v mapi PA12 bodo neposredno uvožene v Arduino knjižnico linearnega aktuatorja. Nato boste lahko uporabljali funkcije PA12 za krmiljenje aktuatorja.

Razpoložljivi ukazi za PA-12

Spodaj je prikazana tabela ukazov. Za več informacij o ukazih preverite PA12.ino za podrobnosti o kodiranju. V tem vodiču bomo obravnavali osnovne ukaze. Prihodnji vodiči bodo vključevali naprednejše funkcije in tehnike krmiljenja.

Funkcije branja

Funkcije v spodnji tabeli so samo za branje in vračajo vrednost.

Funkcija branja	Spremenljivka	Opis
myServo.getModelNumber(ID_NUM)	ID_NUM	Številka modela PA-12
myServo.Version(ID_NUM)	ID_NUM	Številka različice motorja PA-12
myServo.CalStroke (ID_NUM, *Length*)	ID_NUM, Length = Short, Long ali Center	Preverjanje kalibracije položaja hoda
myServo.presentVolt((ID_NUM)/10)	ID_NUM	Preverjanje vhodne napetosti
myServo.presentTemperature(ID_NUM)	ID_NUM	Trenutna temperatura motorja
myServo.MaxTemperature(ID_NUM)	ID_NUM	Branje največje temperaturne meje
myServo.presentPosition(ID_NUM)	ID_NUM	Trenutni položaj aktuatorja
myServo.moving(ID_NUM)	ID_NUM	Vrnjena vrednost stanja motorja. 1 = v gibanju, 0 = ustavljen
myServo.limitVolt(ID_NUM, *Highest/Lowest*)	ID_NUM, High Voltage Level = Highest ali Low Voltage Level = Lowest	Branje nastavitve visoke ali nizke napetosti
myServo.alarmLed(ID_NUM)	ID_NUM	Prebere stanje alarmne LED. 1 = ON, 0 = Off
myServo.alarmShutdown(ID_NUM)	ID_NUM	Prebere stanje načina izklopa ob alarmu
myServo.StrokeLimit(ID_NUM, *Long/Short*)	ID_NUM, Extend Limit = Long ali Retract Limit = Short	Prebere največje in najmanjše omejitve hoda
myServo.ResolutionFactor(ID_NUM)	ID_NUM	Prebere faktor ločljivosti servomotorja
myServo.movingSpeed(ID_NUM)	ID_NUM	Prebere vrednost hitrosti servomotorja
myServo.forceLimit(ID_NUM)	ID_NUM	Prebere največjo silo servomotorja (nestalna nastavitev)
myServo.maxForce(ID_NUM)	ID_NUM	Prebere največjo silo servomotorja (stalna nastavitev)

Funkcije pisanja

Funkcija pisanja	Spremenljivka	Opis
myServo(&Serial, enable_pin, Tx Level)	Številka serijskega porta, enable pin, oddajni pin	Nastavitev komunikacijskega porta
myServo.begin(*Baud Setting Value*)	Vrednost nastavitve hitrosti (baud) (glej tabelo)	Hitrost serijske komunikacije (Baud Rate)
myServo.ServoID(ID_NUM, ID_Sel)	ID_NUM, ID_Sel	Spremeni vrednost ID serva
myServo.ledOn(ID_NUM, *LED RGB Value*)	ID_NUM, vrednost LED RGB (glej tabelo)	Vklopi določeno LED
myServo.MaxTemperature(ID_NUM, Temperature)	ID_NUM, Temperature	Zapiše največjo temperaturno mejo
myServo.goalPosition(ID_NUM, *Position Value*)	ID_NUM, vrednost položaja (glej tabelo)	Nastavi želeni položaj hoda
myServo.limitVolt(ID_NUM, *Highest/Lowest*, LimitVolt)	ID_NUM, Higher Value = Highest ali Lower Value = Lowest, LimitVolt	Nastavi visoko ali nizko napetostno nastavitev
myServo.alarmLed(ID_NUM, *Alarm Variable*)	ID_NUM, Alarm Bit	Nastavitev alarmne LED. Za več informacij glejte tabelo.
myServo.alarmShutdown(ID_NUM, *enable*)	ID_NUM, Enable: 0 = off, 1 = on	Nastavitev izklopa motorja ob alarmu. Če je alarm aktiviran, se lahko motor izklopi
myServo.StrokeLimit(ID_NUM, *Long/Short*, *Position Value*)	ID_NUM, Extend Limit = Long ali Retract Limit = Short, vrednost položaja (glej tabelo)	Zapiše največje in najmanjše omejitve hoda
myServo.ResolutionFactor(ID_NUM, *Resolution Factor*)	ID_NUM, Resolution Factor (glej tabelo)	Nastavi vrednost ločljivosti za pozicioniranje hoda aktuatorja.
myServo.movingSpeed(ID_NUM, *Moving Speed Value*)	ID_NUM, Moving Speed Value (glej tabelo)	Nastavi hitrost servomotorja
myServo.forceLimit(ID_NUM, *Force Value*)	ID_NUM, Force Value (glej tabelo)	Nastavi največjo silo servomotorja (nestalna nastavitev)
myServo.maxForce(ID_NUM, *Force Value*)	ID_NUM, Force Value (glej tabelo)	Nastavi največjo silo servomotorja (stalna nastavitev)

Nastavitve spremenljivk

Spodnje tabele vsebujejo vrednost spremenljivke, ki se vnese v funkcije.

Baud Rate

Vrednost spremenljivke Baud	Baud Rate
16	115200
32	57600
64	19200
128	9600

Vrednost LED

Vrednost LED RGB

RED

GREEN

BLUE

ID serva

Vrednost ID serva

0

1 - 253

254

Za spremenljivko ID_NUM (ID servomotorja): Na voljo je skupno 255 možnosti. Vrednost 0 je privzeta nastavitev. Za posamezni ID lahko izberete vrednost od 1 do 253. Vrednost 254 je rezervirana za oddajni ID (broadcast), s čimer se aktivirajo vsi PA-12 v omrežju.

Nastavitve alarma

Nastavitev alarma	Vrednost nastavitve alarma
Napaka vhodne napetosti	0
Napaka omejitve hoda	1
Napaka območja	3
Napaka kontrolne vsote	4
Napaka preobremenitve	5
Napaka instrukcije	6
*Rezervirano*	7

Faktor ločljivosti hoda

Vrednost faktorja ločljivosti	Ločljivost
1	4096
2	2048
3	1024
4	512

Višja kot je vrednost ločljivosti, višja je natančnost pozicioniranja. 

Hitrost gibanja

Vrednost hitrosti gibanja	Nastavitev hitrosti
0	Največja hitrost
1 - 1023	1 = najnižja, 1023 = najvišja

Vrednost sile

Vrednost sile	Nastavitev sile
0 - 1023	1 = najnižja, 1023 = najvišja

Vrednost položaja

Vrednost položaja	Položaj
0 - 4095	0 = popolnoma uvlečeno, 4095 = popolnoma izvlečeno

Vodič za ožičenje

PA-12 je povezan z modulom RS-485, ta pa je nato neposredno povezan z Arduinom. Ta različica PA-12 zahteva napajalnik 12VDC za napajanje servomotorja.

RS-485 stran A	Arduino
DI	Pin 1
DE	Pin 2
RE	Pin 2
R0	Pin 0

 

Pin 0 na Arduinu je sprejem TTL. Pin 1 na Arduino Leonardo je oddaja TTL. Pin 2 v vzorčnih kodah je nastavljen kot enable pin.

4‑polni konektor PA-12	Vrednost
Črna	GND
Rdeča	Servo Motor +VDC
Bela	Komunikacijski pin A
Rumena	Komunikacijski pin B

 

Slika 3– Povezave vrat PA-12

RS-485 stran B	Povezava
VCC1	+5VDC (Arduino)
A	Bel vodnik PA-12
B	Rumeni vodnik PA-12
GND2	GND napajalnika in GND PA-12

¹RS-485 modul se napaja iz Arduino izhoda +5VDC.

²Masa je skupna med PA-12, napajalnikom in modulom RS-485.

Primeri kode

V tem vodiču bomo prikazali tri primere kode, ki ponujajo prvi vpogled v nekatere funkcije PA-12 ter kako lahko funkcije pisanja in branja vključite v lastno kodo.

1. PA12_PresentPosition
2. PA12_StrokeLimit
3. PA12_ForceLimit

1. Trenutni položaj

V tej kodi uporabnik v serijskem monitorju vnese želeno vrednost položaja med 0 in 4095. Po vnosu se ukaz pošlje PA-12, ki nato aktivira servomotor in premakne palico v želeni položaj. Med gibanjem motorja se prikazuje trenutni položaj, dokler ni dosežen končni položaj. 

2. Omejitev hoda

V tej kodi PA-12 cikla vsakih 1000 ms znotraj vnesenih parametrov omejitve iztega in uvleka. Oznaki Long in Short se nahajata v funkciji omejitve hoda

3. Omejitev sile

Koda omejitve sile, prikazana tukaj, je nestalna različica. To pomeni, da se ob vsakem izpadu napajanja PA-12 vrednost omejitve sile ponastavi na privzeto nastavitev. Uporabnik vnese vrednost omejitve sile v serijskem monitorju. V tem primeru največja vrednost sile 0 pomeni nizko vrednost sile, 1023 pa pomeni največjo vrednost sile.

Prihodnji vodiči

V prihodnjih vodičih bomo obravnavali:

• Implementacijo naprednih funkcij
• Krmiljenje različice PA-12 z TTL in PWM
• Tehnike odpravljanja napak
• Zunanje metode krmiljenja

PA-12 je vsestranski in zelo natančen aktuator, ki končnemu uporabniku omogoča neposreden nadzor nad aplikacijo. Ob ustrezni implementaciji lahko PA-12 natančno izpolni zahteve vašega sistema.

Za dodatne informacije nam pišite na sales@progressiveautomations.com ali pokličite našo ekipo na 1-800-676-6123.