カテゴリー: DIY

　最後のチェックと調整がほぼ終わりました。
　センサーまわりがうまくいきませんでした。原因を特定する
　のにオシロでフォットカプラーの出力部分を見てみましたが、
　接近するときと離れるときに、きちんとのこぎり型のパルス
　がでてました。
　立ち上がりの割り込みが一度しかかからなかったので、
　センサーが一度働くと、フォットカプラーの出力で、電流が
　０にならない状態なのかと思いましたが、原因はPICのよ
　うでした。
　一度Hightになるとどうしてか、Lowにならならなくて、立ち
　上がりパルスの割り込みがかからないようでした。
　
　対応策がわからなかったので、入力方法を、
　アックティブハイからアクティブローに切り替えてみました。

　
　すると、やっと、思った動作ができるようになりました。
　問題を特定するのに、ネットで検索しましたが、やはり同じような
　原因でなやんでいる方がいたようです。同じＴＬＰ６２１での投書
　がありました。解決策は書いてありませんでしたが、きっと
　TLP６２１の問題といいうよりは、PIC側の問題だったんでしょうね。
　ケースに組みこんで、電気部分はほぼ完成です。
　あとは、旋盤に取り付けるハードを作成します。
　スイッチでのオンオフ、センサーでの逆転、の様子です。
　
　ちょっと満足してます。

　基盤が組みあがり、プログラムを書き込んだPICで、試運転
　しました。最初、全く動きませんでした。
　細かい部分をチェックしていくと、配線の間違いやら、配線
　を忘れたところやら、プログラムの間違いやら、けっこうあり
　一つ一つ修正してきました。やっと、下記の動作ができるように
　なりました。
　　　　　正転・逆転・ストップ・回転数の変更
　やってることは、たいしたことなく、アナログのスイッチ等で
　制御すれば簡単だと思いますが、これも自作の醍醐味です。

　まだセンサーによる逆転の部分のテストがすんでいませが、
　やっと先が見えてきました。
　今回、一番のネックになったのが、やはり、フォットカプラーです。
　センサーが最低電圧で１２Vで動作で、PICが５ボルトですから、
　フォットセンサーで、電位差をならす必要がありました。
　使ったのは、秋月のTLP６２１というフォットカプラーです。

　適当に選らんだのですが、入力したパルスをオシロで見て
　見ると、立ち下がりがシャープでなくなります。

　赤の形状になっています。きっと、反応が鈍いのでしょうね。
　デジタルタイプのカプラーもあるそうですが、こちらが、
　きっと、もっときれいな形状になるんでしょうね。

　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。