12 servo kontrol kartı, AT90CAN128 mikrodenetleyici üzerine kurulmuş gelişmiş bir kontrol kartıdır. Çıkış güç bölümü ile mikrodenetleyici devresi arasındaki izolasyon, Analog Devices üretimi ADuM1400 (Quad-Channel Digital Isolators) ile sağlanmaktadır. Kart, hem CAN veri yolu üzerinden hem de seri port üzerinden kontrol edilebilmektedir.
Kontrol seçenekleri şu şekildedir:
- CAN haberleşme: 1Mb/s’ye kadar
- Seri haberleşme: 115200bps’ye kadar
Devreye ait Eagle şema ve PCB çizimleri, kaynak C kodları ile birlikte can_protocol.h ve servos.c dosyaları da bulunmaktadır. Benzer hareket kontrol projelerine bakmak isterseniz 26 servo kontrollü insansı robot çalışması da ilginizi çekebilir.
at90can128, adum1400, 12 servo kontol
CAN Veri Yolunda 12 Servo Motor İçin Kontrol Kartı
İçerik
Temel özellikler
- Atmel AVR AT90CAN128 mikrodenetleyici kullanılmıştır. Bu entegre, dahili CAN denetleyicili bir ATmega128 türevidir.
- Bu sürümde 12 adet model servo motor kontrol edilebilmektedir.
- Uygun eklemeler ile sistem prensip olarak 50 servoya kadar genişletilebilir.
- 8 bit hassasiyet ile kontrol yapılır.
- Dönüş hızı parametrelendirilebilir.
- Varsayılan pozisyonlar EEPROM içerisine kaydedilir.
- TI PTN78060 modülü ile anahtarlamalı güç kaynağı kullanılmıştır.
- Besleme girişi 18V’a kadar desteklenmektedir.
- Güç bölümü ile mantık bölümü arasında izolasyon bulunmaktadır.
- Kontrol komutları hem CAN veri yolu hem de seri bağlantı ile gönderilebilir.
12 Servo Motoru Aynı Anda Kontrol Etme Mantığı
Bu kart, aynı anda 12 servo motoru kontrol edebilecek şekilde tasarlanmıştır.
Gerçekte bu tasarım yaklaşımı, ek bileşenlerle birlikte yaklaşık 50 servo motora kadar genişletilebilir.
Bu tür bir kapasite, özellikle robotik uygulamalarda ve çoklu aktüatör sistemlerinde önemli avantaj sağlar.
Servo motorların dönüş hızı yapılandırılabilir durumdadır. Bu, pratikte servo motorlara gönderilen PWM sinyalinin kademeli olarak değiştirilmesi anlamına gelir.
Çünkü model servo motorlar, kendi iç yapılarında dönüş hızını serbest şekilde ayarlayamaz.
Bu nedenle kontrol kartı üzerinden yapılan PWM optimizasyonu oldukça önemlidir.
Çift Haberleşme Arayüzü Avantajı
Kart, iki farklı kontrol arayüzü ile çalışabilmektedir:
- CAN veri yolu
- Seri bağlantı
CAN veri yolu, özellikle robot projelerinde oldukça sağlam ve pratik bir çözümdür.
Seri bağlantı ise daha basit uygulanabilir ve çoğu kullanıcı için daha tanıdık bir yapıdır.
Bu çift arayüz yaklaşımı, kartın farklı projelere uyarlanmasını kolaylaştırır.
PWM Sinyal Üretim Yöntemi
PWM sinyal oluşturma yöntemi, Bleuette projesinden esinlenilerek tasarlanmıştır.
Buradaki temel amaç, mikrodenetleyicinin zamanını mümkün olduğunca verimli kullanmak ve çalışma sırasında sinyallerin bozulmasını önlemektir.
Bu yaklaşım sayesinde:
- mikrodenetleyicinin işlem süresi verimli kullanılır
- aynı anda iki haberleşme arayüzü aktifken sinyal kararlılığı korunur
- komut geldiğinde servo sinyallerinin geçici bozulması önlenir
Ev yapımı ya da hazır satın alınmış birçok kontrol kartında, komut geldiği anda servo sinyallerinin geçici olarak bozulduğu ve bunun servo motorlarda küçük ani hareketlere neden olduğu görülebilir. Bu tasarımda ise böyle bir sorun yaşanmadığı özellikle belirtilmektedir.
ADuM1400 ile İzolasyon Neden Önemli?
Güç bölümü ile mantık bölümü arasındaki izolasyon, Analog Devices ADuM1400 entegreleri ile sağlanmaktadır.
Bu yapı, servo motorlardan gelebilecek parazitlerin doğrudan mikrodenetleyici tarafına ulaşmasını azaltır ve sistemin daha güvenli çalışmasına yardımcı olur.
Kart maliyetini biraz düşürmek isteyenler için bu izolasyon yapısını kaldırmak teorik olarak mümkündür.
Ancak bu durumda risk kullanıcıya ait olur. Yine de minimum seviyede koruma için aşağıdaki yöntemlerden biri önerilir:
- 74xx serisinden mantık tampon kullanmak
- invertörlü ya da invertörsüz lojik tampon eklemek
- en azından basit koruma dirençleri kullanmak
Servo motorlardan gelen parazitler, özellikle çoklu motor sistemlerinde ciddi kararsızlıklara neden olabilir.
Bu yüzden izolasyon kısmı, bu tasarımın en değerli taraflarından biridir.
Sonuç
AT90CAN128 ve ADuM1400 tabanlı 12 servo kontrol kartı, çoklu servo uygulamaları için oldukça güçlü ve düşünülmüş bir tasarımdır.
CAN veri yolu ve seri port desteği, PWM sinyal üretimindeki optimizasyon, EEPROM’a kayıt özelliği ve güç-mantık izolasyonu sayesinde özellikle robotik projeler, hareket kontrol sistemleri ve çoklu aktüatör uygulamaları için dikkat çekici bir kaynak sunmaktadır.
