อุปกรณ์ที่ใช้
ชื่ออุปกรณ์
|
รูปอุปกรณ์
|
1. บอร์ด ESL-Arduino
5V , 16MHz
|
|
2. R/C Servo ที่ใช้ไฟเลี้ยง 5 V.
|
|
3. ESC
|
|
4. Dc Motor
|
|
5. Breadboard
|
|
6. Osiloscope
|
|
7. Trimpot 10K หรือ 20K
|
|
8. ตัวตานทาน
|
|
9. DC Power Supply
( Lipo 11 – 12 V. )
|
|
10. โมดูล 16 x 2 LCD Display
|
|
11. สายไฟ
|
|
แนะนำอุปกรณ์เพิ่มเติม
R/C Servo
หลักการทำงานของ Rc servo คือการเปลี่ยนคำสั่งที่เป็นสัญญาณไฟฟ้าจากรีซีฟเวอร์ให้เป็นการเคลื่อนที่ของแขนเซอร์โว ซึ่งโดยปกติแล้วสายสัญญาณของเซอร์โว จะเสียบไว้ที่ช่องใดช่องหนึ่งของรีซีฟ เพื่อใช้บังคับส่วนต่างๆของเครื่องบิน ดังนั้นแล้วการเคลื่อนที่ ของเซอร์โวจึงขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของสติ๊กที่ตัววิทยุนั่นเอง
องค์ประกอบพื้นฐานของเซอร์โว
องค์ประกอบหลักของเซอร์โว
โดยทั่วไปแล้วจะมีส่วนประกอบหลักดังนี้คือ
Servo Case ซึ่งส่วนใหญ่จะทำมาจากพลาสติก
Motor ซึ่งเป็นส่วนให้กำลังในการหมุนของเซอร์โว
Control Circuit มีหน้าที่ในการถอดรหัสสัญญาณควบคุมจากรีซีฟซึ่งส่งมาเป็นแบบ
PWM และส่งการควบคุมไปสั่งการทำงานของมอเตอร์ให้หมุนแขนของเซอร์โวให้อยู่ใน
ตำแหน่งที่ได้ถอดรหัสมา
Potentiometer คือส่วนที่ตรวจวัดตำแหน่งของเซอร์โวและส่งสัญญาณกลับไปยัง
Control Circuit เพื่อแก้ใขตำแหน่งให้ถูกต้องตามสัญญาณที่ได้เซ็ตไว้
Drive Gear คือชุดทดรอบจากการหมุนของมอเตอร์เพื่อให้ได้แรงบิดที่สูง
Output Spline คือส่วนที่ปัองกันการเสียดสีระหว่าง
Servo Case และ
Output shaft ซึ่งอาจใช้อุปกรณ์ประเภท
Baring เพื่อช่วยลดแรงเสียดทานที่ดี
Servo wire คือสายไฟของเซอร์โวซึ่งมีรายละเอียดดังนี้
สายไฟของเซอร์โวจะมีอยู่สามเส้นซึ่งจะติดเป็นชุดเดียวกัน
ซึ่งจะมีหน้าที่คือ
เส้นที่ 1 : จ่ายไฟกระแส + DC ซึ่งแรงดันปรกติจะอยู่ที่ 5-6 โวลท์
เส้นที่ 2 : เป็นสาย Ground หรือเป็นขั้ว – DC
เส้นที่ 3 : เป็นสายสัญญาณ
โดยที่รีซีฟจะส่งสัญญาณลักษณะ on/off pulsed
ตามภาพด้านบน
ซึ่งแสดงระบบการทำงานของเซอร์โวโดยที่รีซีฟจะส่งสัญญาณการควบคุมตำแหน่งของเซอร์โวไปยังส่วน
Control Circuit ของเซอร์โว
โดยสัญญาณที่ส่งมาจะเป็นสัญญาณแบบ PWM ( Pule Width Modulation ) จากนั้น Control Circuit จะถอดรหัสสัญญาณ PWM
ที่ได้ให้เป็นตำแหน่งของเซอร์โวที่ถูกต้องโดยเปรียบเทียบค่าตำแหน่งปัจจุบัน
กับสัญญาณกลับจาก Potentiometer แล้วจึงส่งแรงดันไฟฟ้าไปยังมอเตอร์ให้ไปหมุนไปในทิศทางที่จะทำให้ตำแหน่งของ
Potentiometer มีค่าที่ถูกต้องเท่ากับค่าที่ได้ถอดรหัสมา
ซึ่งขณะที่มอเตอร์หมุนก็จะมีเฟืองที่ไปต่อกับแกนของ Potentiometer (ปรกติจะอยู่ในแกนเดียวกับ output shaft ) ด้วยดังนั้นกระบวนการนี้จะเกิดขึ้นซ้ำๆ
จนกว่าค่าของ Potentiometer จะมีค่าเท่ากับการถอดรหัสสัญญาณที่ได้รับมาจากรีซีฟการทำงานของมอเตอร์จึงจะหยุด
แต่กระบวนการทำงานของ Control Circuit จะยังทำงานอยู่ตลอดเวลาเพียงแต่หากค่าของ
Potentiometer มีค่าเท่ากับสัญญาณที่ถอดรหัสมาจากรีซีฟแล้วก็จะไม่มีการส่งแรงดันไฟฟ้าไปยังมอเตอร์
( ไม่มีการเปลี่ยนแปลงของสติ๊กที่รีโมท ) ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่าการอัพเดทสัญญาณ โดยมีความเร็วที่ 50 ครั้งต่อหนึ่งวินาที เราจึงเห็นเป็นการเคลื่อนที่ของเซอร์โว
แหล่งอ้างอิง : http://www.tdhobby.com/index.php?option=com_content&view=article&id=89:understand-rc-servo&catid=43:2011-01-30-11-45-16&Itemid=79
โมดูล 16 x 2 LCD Display
16x2 LCD
(ACM1602B-FL-GBH) โมดูลที่แสดงผลหน้าจอได้ทั้งหมด 32 ตัวอักษร 2 บรรทัด แบ่งเป็นบรรทัดละ 16 ตัวอักษร มีหลอดไฟเป็นแสงสีเขียว
สามารถแสดงผลได้แม้อยู่ในที่มีแสงสว่างน้อย
คุณสมบัติ 16x2 LCD
(ACM1602B-FL-GBH)
·
แสดงผล 16x2 Character
·
ใช้ไฟ 5.0 V
·
โมดูลขนาด 84.0mm(W) x 44.0mm(H) x 13.0mm(D)
·
พื้นที่หน้าจอ 64.5mm(W) x 16.4mm(H)
·
ขนาดตัวอักษร 3.00mm(W) x 5.20mm(H)
·
หน้าจอสามารถเปิดไฟเป็นแสงสีเขียว (Backlight)
· อุณหภูมิใช้งาน
-20ºC ~
70ºC
ตำแหน่งของขาและหน้าที่การใช้งานของ
LCD โมดูล
1. ส่วน servo
โดยในส่วนนี้เป็นส่วนศึกษาและทำความเข้าใจเรื่องของการสร้างสัญญาณ
PWM ที่มีค่า duty cycle ในช่วงต่างๆ ที่จะเป็นสัญญาณในการควบคุมการหมุนของ motor ผ่าน module ESC ซึ่งขั้นตอนแรกจึงเขียน code
Arduino ในส่วนของการสร้างสัญญาณ PWM ออกมาเพื่อนำมาทดลองกับอุปกรณ์
Servo เพื่อดูความถูกต้องก่อนนำไปใช้งานกับ ESC ซึ่งทดลองใช้คำสั่งในการกำหนดองศา หรือ มุมของ Servo ซึ่งสามารถกำหนดได้ในช่วง 0 – 180 องศา
ซึ่งเมื่อนำเครื่อง Oscilloscope มาเพื่อดูสัญญาณ PWM
ที่สร้างนั้นพบว่า ค่าของ duty cycle จะมีค่าอยู่ในช่วง
0 – 12.5 % โดยประมาณ
ภาพรวมขณะทำการทดลอง
1.3
ศึกษาหาช่วงการทำงานของ
ESC
แลัวกำหนดให้อินพุต
=
ค่าความต้านทานปรับค่าได้
อ่านค่าเอาต์พุตที่ได้
แล้วสั่งให้แสดงค่าผ่านทาง
LED
ผลที่ได้
:
ESC จะทำงานในช่วง
0.5
– 2.5 ms
1.4
เมื่อมั่นใจว่าสัญญาณที่ได้ออกมาถูกต้องแล้ว
นำสัญญาณที่ได้มาสั่งเข้า
ESC
เพื่อไปควบคุม
Motor
ดูความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างชัดเจนได้จากวิดิโอ
: