DMX-owy sterownik serwomechanizmów

DMX-owy sterownik serwomechanizmów
Pobierz PDF Download icon
Projekt jest kontynuacją urządzeń z interfejsem DMX przeznaczonych dla scenografów, osób zajmujących się oprawą imprez, muzyków itp. Nasz sterownik potrafi kontrolować cztery serwomechanizmy, za pomocą których można na przykład sterować oświetleniem lub animowanymi elementami scenografii. Po zaniku transmisji serwomechanizmy mogą zostać w ostatnim stanie lub przyjąć wcześniej zaprogramowaną pozycję domyślną. Rekomendacje: serownik przyda się do poruszania obiektów na scenie, przełączania filtrów lub przesłon w reflektorach, kierowania nimi lub sterowaniem zaworami.

Schemat ideowy sterownika serwomechanizmów z interfejsem DMX pokazano na rysunku 1. Napięcie sieciowe jest obniżane w transformatorze, następnie prostowane za pomocą mostka prostowniczego. Na potrzeby zasilania układów scalonych zastosowano stabilizator U1 dający na wyjściu napięcie +5 V.

Tabela 1. Funkcje diod LED

Tabela 2. Funkcje zworek konfigurujących

Może on również zasilać serwomechanizmy (założona zwora JP5), ale trzeba mieć świadomość, że zależnie od typu i obciążenia, serwomechanizmy mogą pobierać prąd większy niż 1 A. W takiej sytuacji należy podać odpowiednie napięcie zasilające, na przykład z zakresu 4...6 V, o odpowiedniej wydajności prądowej do złącza J8 oraz zdjąć zworę JP5. Dane DMX są konwertowane do poziomów TTL za pomocą układu U4. Zwora JP6 umożliwia załączenie terminatorów linii.

JP1 ustala adres DMX. Należy pamiętać, że sterownik zajmuje cztery kolejne adresy. U3 dekoduje dane DMX i generuje impulsy dla serwomechanizmów. Impulsy są generowane w przerwaniach Timera 1. Najistotniejszy fragment procedury inicjalizującej pokazano na listingu 1. Na listingu 2 zamieszczono procedurę generującą impulsy dla serwomechanizmów i przerwę synchronizującą.

Rysunek 1. Schemat ideowy sterownika serwomechanizmów z interfejsem DMX

Rysunek 2. Schemat montażowy sterownika serwomechanizmów z interfejsem DMX

W programie, za pomocą Timera 0 zrealizowano liczenie przekroczenie czasu (timeout) braku transmisji. Jeśli komendy nie docierają przez ponad 1 sekundę, serwomechanizmy są ustawiane w ostatniej pozycji lub przyjmą pozycję domyślną, zachowaną w pamięci EEPROM.

Wykaz elementów

Rezystory:
R1...R5, R11: 470 Ω
R7, R8: 120 Ω
R10: 2,2 kΩ

Kondensatory:
C1, C4: 470 µF/16 V (elektrolit.)
C2, C3, C8, C9: 100 nF (ceram.)
C6, C7: 22 pF (ceram.)

Półprzewodniki:
U1: 7805
U3: ATmega168PA-PU (DIP-28)
U4: MAX485 (DIP-8)
D3: dioda LED, żołta, 5 mm
D7: dioda LED, zielona, 5 mm
M1: B40D-DIO (mostek prostowniczy, DIP4)

Inne:
Q1: 16 MHz (kwarc, obudowa HC49/HC49S)
F1: bezpiecznik 630 mA z gniazdem
JP1: kątowa listwa goldpin
JP2: goldpin prosty 2×3
JP3...JP5: goldpin prosty 1×2
JP6: goldpin kątowy 1×2
J1...J3, J6: goldpin prosty 1×3
J4: gniazdo NS25 (3 piny), wtyk NS25 (3 piny), 3 szt. terminali do wtyku NS25, wtyk XRL-3 do obudowy
J7: złącze ARK3
J8: złącze ARK2
TR1: TZ10VA/9V (transformator zalewany do druku 9 V/10 VA)
PPIN28: podstawka 28 pin, wąska
PPIN8: podstawka 8 pin
KM-50: obudowa

Montaż i uruchomienie

Montaż elementów jest typowy i nie wymaga szczegółowego omawiania. Schemat montażowy sterownika z serwomechanizmów z interfejsem DMX pokazano na rysunku 2. Płytka jest 1-warstwowa, co spowodowało konieczność zastosowania dwóch zworek. Pod mikrokontroler warto zastosować podstawkę.

Listing 1. Najbardziej istotny fragment procedury inicjującej mikrokontroler

Listing 2. Fragment procedury generującej impulsy dla serwomechanizmów i przerwę synchronizującą

Uruchomienie rozpoczynamy od sprawdzenia napięcia zasilającego mikrokontroler. Gdy napięcie zasilające jest poprawne, umieszczamy mikrokontroler w podstawce. Jeśli nie jest on zaprogramowany, możemy to zrobić za pomocą złącza JP2.

Ustawienie bitów konfiguracyjnych zaprezentowano na rysunku 3. W kolejnym kroku podłączamy urządzenie do sygnału DMX. Może to być konsola DMX lub np. moduł AVTDMX512 (http://goo.gl/szSKZR) z odpowiednim oprogramowaniem sterującym. Zworkami na urządzeniu ustawiamy adres zgodnie z rysunkiem 4.

Rysunek 3. Ustawienie bitów konfi guracyjnych

Rysunek 4. Ustawienie adresu sterownika

Regulując manipulatorami na konsoli lub w programie na komputerze powodujemy ruchy serwomechanizmu. Pierwszy adres steruje serwomechanizmem numer 1, kolejny numer 2 itd. W czasie pracy status sterownika jest sygnalizowany za pomocą diod LED - sposób sygnalizacji opisano w tabeli 1. Funkcje sterownika konfigurowane ze pomocą zworek opisano w tabeli 2.

Płytkę przystosowano do umieszczenia w obudowie KM-50.

Sławomir Skrzyński, EP

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
sierpień 2014
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Materiały dodatkowe
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik lipiec 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio lipiec 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje czerwiec 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna lipiec 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów