カテゴリー: 電気

　ハードの作成と、プログラムの作成を同時に進めてきました。
　やっと、制御部分のPICのプログラムとハードのテストがいい
　結果になりました。
　テストボードで、ハードの仮組をし、ソフトを確認しながら、手を
　加えて、プログラムを作成しました。
　今回は、PICを二つ使ってます。なんとも、もったいない使い方
　で、プログラムは、容量の２０パーセントぐらいしかつかって
　ません。余分なコメントもありますが、掲載します。

　制御プログラム－－－－main.c
　今回のプログラムは、タイマー０の割り込みと外部割り込み
　を使ってます。
　当初、押しボタンスイッチは、スタートとストップだけでしたが、
　急遽、リセットの押しボタンスイッチを追加しました。
　この、コントローラーは、ステッピングモーターの回転数と
　正転・逆転のコントロール、センサーで正転から逆転への
　切り替え、の動作を制御するだけです。
　　　自動で
　　　　　正転→センサーで逆転
　　　手動で
　　　　　正転　逆転　停止
　これだけの動作です。パルスをカウントして、その分だけ
　戻るようにすれば、停止も自動でできますが、ちょっと面倒
　ですね。確か、ワンパルスで１．８度ぐらい回転しますので、
　一回転には、３６０÷１．８＝２００パルス。
　リードが２ミリとすると５ｃｍ動くのには、
　２００×５０mm÷２＝５０００パルス往復では、
　５０００×２＝１００００パルス。
　このくらいのパルス数なら、それほど苦労しなくてもカウント
　できそうですが、まあ、この次の課題ですね。
　ちなみに、unsigned int　の整数だと
　　　　　　　0 ～ 65535
　カウントが可能ですので、Long型の整数を使わなくても
　大丈夫のようです。ここまで細かいプログラムを組むと、
　CNCになってしまうので、CNCにしてしまったほうが楽
　でしょうね。

　今日もまた一つ勉強。
　センサーをフォットカプラー接続して、センサーのON－OFFを
　フォットカプラーを介して、PICに取り込む簡単な回路とプログラムで、
　実験しました。
　PICじゃなくて、LEDを接続して実験すると、センサーのON-OFF
　でLEDのLED－OFFができるのに、PICに接続すると、PIC入力端子
　のレベルが、HIGHT(ON）、LOW（OFF)に変化しませんでした。

　

　問題を切り分けるのに、あれこれやりましたが、マイナスコント
　ロールするとうまくいきます。

　

　プログラムで、入力端子の初期設定で、LOWレベルにしても
　LOWになりません。
　あれこれ悩みましたが、ソフトの原因ではなくて、ハードの原因の
　ようで、電源を入れると入力端子がHIGHTになるようでした。
　教科書のように、プルダウン抵抗を入れてみました。

　

　すると、電源投入直後も、入力端子がLOWレベルになり、思った
　動作ができるようになりました。
　プルダウン抵抗やプルアップ抵抗が必要だと教科書には、
　書いてありますが、その意味がやっと
　分かりました。

　だいぶ先が見えてきましたが、全体をまとめるあたって、今回は、
　回路図を書きました。
　細かい計算等はしていませんので、動かなかったら、変更です。

　

　こうやって、計画的に部品等を配置すれば、きっと仕上がりも、
　それなりに仕上がるんでしょうね。
　一つ一つ動作を確かめて、作ってますが、フォットカプラーから、
　PICへの入力部分と、PICからフォットカプラーを介して、
　ドライバーへの入力の部分の動作がまだです。
　明日は、フォットカプラーから、PICへの入力部分のテスト
　です。

　ＡＤ変換によるステッピングモーターの速度制御をあきらめて
　ましたが、割り込みとの組み合わせて、なんとか、
　　２４０ｈｚ～１３００ｈｚ
　のパルスの生成ができるようになりました。
　ステッピングモーターに接続して回してみると、見事、かなり低速
　から、結構高速、まで、制御できました。プログラムのソースコード
　を掲載します。参考になるかは、わかりませんが。
　デバック用につけているＬＣＤのモジュールとヘッダーファイルも
　掲載しますが、ここのＨＰを参考にさせていただきました。
　速度変更－－－－－－－－－－main.c
　デバック用ＬＣＤ表示－－－－－　lcd.ｃ
　ＬＣＤ表示用ヘッダーファイル－－lcd.h
　このＨＰに出会わなかったら、ここまではできませんでした。
　実際にステッピングモーターを回してみると、加速や減速の
　過程で、昔の地下鉄電車の様な音がでます。
　
　あまりよく見えないのですが、ステッピングモーターのコントロール
　に入れている周波数もオシロで同時に映してみました。
　高速になるにつれて、パルスの幅が狭くなり、周波数が高く
　なるのが、なんとなく分かります。
　スピードコントロールのめどと、シュミットトリガーを入れたスイッチ
　の調整ができましたので、正転と反転のコントロールと、スタート
　ストップのコントロールのプログラムの
　作成に移ります。

＝＝＝TMR0の罠＝＝＝
　はまりました。TMR0の設定で、まるまる２日間。初期設定が
　プログラムに反映されませんでした。
　他の設定がだめなのか、制約があるのかネットで検索しま
　くりましたが、ヒットなし。お助け掲示板に書き込みました。
　しつこく検索続けていると、問い合わせのHPの過去記事に、
　「TMR０」の設定は、一回オーバーフローするともとに戻る。
　１回だけ有効の記事。目からうろこでした。
　プログラムを書き換えると、見事思った動作。思わず、
　「やった」と叫びたくなりました。
　丸二日間、悩みました。

　チャタリングで、思った動作をさせることができないので、
　シュミットトリガー回路を制作すべく、部品を秋月電子
　に注文しました。
　SN７４LVC１G１４DBVRというシュミットトリガーインバーター
　というICです。
　ところが大失敗。

　

　この写真を見て注文しましたが、実際は、

　

　

　なんと、基板取り付け用の小さいICでした。
　これでは、半田付け、困ります。
　通常のICタイプのもの、注文しました。

　昨日作ったプログラムを変更して、AD変換で、周波数を変える
　プログラムを作って、オシロで見てみました。
　結果、AD変換は、だめでした。処理速度が遅くて、使えません。
　残念。Cではなくて、アセンブラーで組めば、可能性あるのかも
　しれませんが、難しいです。
　方針を変えて、低、中、高、ぐらいの３段階ぐらいになるように、
　してみようと思います。
　割り込みで、キー入力をチェックして、作成していたテーブルに
　従って、速度を変更する、というプログラムにして見ようと思います。
　割り込みにどのくらいの時間がかかるのか、やっていないとわかり
　ません。
　まあ、最悪、PICを速度の分だけ用意して、それを切り替えれば、
　いいので、のんびりとやります。

　ステッピングモーターをPICでコントロールするにあたって、
　スピードをボリュームでコントロールするためにはAD変換が
　必要になります。
　例のHPと参考書を見ながら、試作の回路でトライです。
　やっと、AD変換のめどがつきました。
　スピードをコントロールするのに、周波数を可変する必要
　があります。AD変換で、PICの生成周波数を１５００ｈｚか
　ら１００ｈｚぐらいまで、可変できるめどがつきました。
　プログラムでは、AD変換で取り込んだ値を５倍して、ミリボルト
　の表示をしてあります。この変数を多少変更すると、周波数
　の変更に使えると思います。
　テストに使ったプログラムです。
　ボルトの表示に使ったLCDも思った動作をさせることができず、
　やっとバックライトの配線を含め、正常動作するようになりました。

　

　テストに使ってるボードは、例の教科書の付属品です。

　

　
　いろいろ試作をするのには便利です。ブレッドボードもありますが、
　ある程度作ってあった方がいいのかもしれません。

　現在使用しているフリーのコンパイラで、＿＿ｄｅｌａｙ＿μｓ（）
　という単なる待ち時間の関数が使える。以前から使えたのか、
　あるヴァージョンかから使えるようになったのかは、分から
　ないが、前述の教科書のように自分で関数をつくらなくて
　いいので便利だし、結構使う関数だと思う。
　ただ、実際のところ、どのぐらい時間なのか、あれこれやって
　いるプログラムで簡易的に測定してみた。
　ＰＩＣで
　for(;;){
RA1=1;
__delay_us(1);
RA1=0;
__delay_us(1);
}
　のプログラムを実行すると、矩形波が生成できるので、
　__delay_us(１)と__delay_us(２)と赤の部分を変更して、両者
　の差を見てみると、たぶん、実際の待ち時間が分かる。
　Ｃの場合は、１命令の実行時間がわからないので、命令
　の実行時間を相殺しないと、実待ち時間が分からないよう
　に思う。
　__delay_us(１)のオシロの画面で、Ｈの時間は、約４０μｓ。

　

　__delay_us(２)のオシロの画面で、Ｈの時間は、約５６μｓ。

　

　５６－４０で、__delay_us(１)の実時間は、１６μｓということになる。
　約１６倍の待ち時間である。ちなみに、__delay_us(３)にしてみると、
　Hの時間が約７２μｓなので、１６μｓずつ増えている。
　やはり、細かい制御をするには、命令のクロック数の分かって
　いるアセンブラー。でも、アセンブラーは、私には、超難解。
　Cが似合ってる。

　PICのプログラミングを再開するにあたって、困ったののが、
　コンパイラと呼ばれるソフトです。教科書についていたCDに
　入っていましたが、なくしてしまいました。
　有料のを使えばいいのでしょうが、そこまで本格的でないので、
　FREEのソフトを使いたかったのですが、時間の経過とともに、
　便利に使ってたソフトは、バージョンアップしてしまい、HPから
　すぐにはDLできませんでした。
　現在は、すぐDLできるのはMPLAB® X　IDEという最新のもの
　でした。いろいろ探すと、古いソフトをためたアーカイブという
　ところに以前のものがありました。
　Cのコンパイラも同梱されている８．８４をインストールしました。
　さらに、このバージョンを使ってる方のHPがありました。
　やりたいことのプログラムのサンプルがあり、同じ開発環境
　なので、そのまま使わせてもらいました。
　以前から使っていた教科書も引っ張り出しました。

　

　この本についていたCD（どっかにしまい忘れ）がほしくて
　同じものを購入しましたが、なんと、新しい本には、CDが同梱
　されてなくて発売元のHPから、DLするようになってました。
　これなら、同じも買わなくてもよかったです。
　ジェジェジェです。