ultimo aggiornamento 11 novembre 2017

Indice

• Descrizione;

• Come funziona il servo tester;

• Foto del PCB;

• Sequenza delle operazioni.

Descrizione

Allegato al fascicolo n° 9 dell'opera pubblicata per la costruzione del robot Robonox, è presente un Servo tester, questo componente, visibile nella foto sotto riportata è in grado di generare un segnale PWM del tutto simile a quello che ci fornirà la scheda Microcontrollore.
Il Servo Tester è indispensabile per la verifica di ogni servo che andremo in seguito a realizzare.
Consente di verificare il corretto funzionamento del servo motore in entrambe le direzioni, tramite la rotazione del potenziometro, e di verificare il corretto posizionamento centrale dell'albero del servo motore con la pressione del pulsante.
Il Servo Tester, genera l'impulso PWM tramite un piccolo microcontrollore a 8 bit, della famiglia Microchip, il PIC 12C508 a soli 8 pin.
E' lui che assolve, tramite il potenziometro, il pulsante e pochi altri componenti di contorno a generare l'impulso variabile per il test dei nostri Servo Motori Analogici

Come funziona il servo tester

Schema elettrico del Servo tester

Sezione alimentazione

I due connettori che possono fornire alimentazione sono JP1 e JP4.
Il positivo della batteria da 9 Vcc entra sul convettore JP1 e arriva sull'anodo del diodo D1 (tipo 1N4001), che protegge da eventuali inversioni di polarità errate, e il catodo del diodo é connesso al regolatore di tensione LM 7805 Vin.
L'uscita del regolatore LM 7805 Vout é connessa anch'essa a JP4 (pin 1 positivo) che é il connettore per fornire alimentazione tramite il pacco pile Ni-MH.
L'uscita del regolatore o il positivo di JP4 (pin 1) alimentano direttamente il servomotore entrando sul connettore centrale di JP3 e JP4 (pin 2).

Sezione processore

Il microcontrollore viene alimentato da R3 e filtrato dai condensatori C5 e C6.
Il pin 2 del PIC12C508 (GP5) opera in due modi, inizialmente come uscita e successivamente come ingresso.
Quando il pin é posto come uscita il condensatore C4, attraverso la R2, viene caricato a potenziale positivo. Successivamente il pin viene posto in ingresso e si misura il tempo di scarica del condensatore.
Il tempo di scarica del condensatore é determinato dalla posizione del potenziometro di VR1; in questo modo il PIC12C508 internamente misura il tempo di scarica e genera il PWM sul pin 7 (GP0), il quale tramite la R4 arriva su entrambi i pin 1 di JP2 e JP3 per il controllo del servo motore.
Il pulsante S1, quando premuto, disattiva la misura della scarica di C4 e genera un PWM fisso a 1,5 mS.
I restanti condensatori come C1, C2 e C3 sono condensatori di filtro per ripulire l'alimentazione

Schema SMC - La distinta componenti

Posizione Descrizione Valore R2 Resistenza 1K5Ω 5% 1/4W R3 Resistenza 1KΩ 5% 1/4W R4 Resistenza 1KΩ 5% 1/4W VR1 Potenziometro 5KΩ C1 Condensatore 0.1 µF poliestere C2 Condensatore 0.1 µF poliestere C3 Condensatore 100µF 16V elettrolitico C4 Condensatore 0.1 µF poliestere C5 Condensatore 0.1 µF poliestere C6 Condensatore 100µF 16V elettrolitico D1 Diodo 1N 4001 o 1N4007 J1 Ponticello filo stagnato   J2 Ponticello filo stagnato   JP1 Cavetto per batteria 9 V Rosso - Nero JP2 Strip 3 pin maschio 2.54 mm S1 JP3 Strip 3 pin maschio 2.54 mm S2 JP4 Connettore 2 poli 3.96 mm   Q1 Regolatore di tensione LM7805 -TO 220 U1 Microcontrollore Microchip PIC12C508A

 

Processore PIC12C508A
Piedinatura	Datasheet	Foto del processore

LM 7805 Regolatore di tensione
Piedinatura	Datasheet	Foto dell'integrato

Diodo 1N4001-1N4007
Piedinatura	Datasheet	Foto

Alcune delle caratteristiche principali del PIC 12C508 fornite da Microchip sono:

 

Descrizione Min Tipico Max Limite Ampio campo operativo in tensione 3 V 5 V 5,5 V 5,5 V Oscillatore interno programmabile   4 MHz     Memoria interna OTP (One Time Program)   0,75 kb     Memoria Ram   25 byte     Line di I/0 (ingresso/uscita) disponibilî   6 I/0     Corrente di Source/Sink per I/0   25 mA     Valore PWM generato con 1 servo connesso 3,8 V 4 V 5 V

 

Pin 1 - Vdd su questo pin entra l'alimentazione positiva del microcontrollore Pin 2 - GP5 questo pin è connesso al potenziometro come uscita e ingresso Pin 3 - GP4 nel nostro caso non è usato Pin 4 - GP3 nei nostro caso non è usato Pin 5 - GP2 nel nostro caso non è usato Pin 6 - GP1 usato come ingresso (pulsante che chiude a GND se premuto) Pin 7 - GPO usato come uscita, su questo pin è presente il PWM per il servo Pin 8 - Vss è il negativo, il meno o GND di alimentazione

GP e l'acronimo del termine inglese General Purpose, in cui l'utilizzo del pin è flessibile e non specifico; può essere usato come ingresso o come uscita o in relazione all'architettura interna nel chip. Ad esempio, GP4 è sia un pin di General Purpose sia OSC2 (oscillatore insieme a GP5/ OSC1), volendo usare un quarzo esterno.
Da come si può osservare, molti pin non sono usati.

Schema a blocchi del processore

Foto del PCB

Sequenza delle operazioni

Ogni operazione è bene che sia effettuata in due fasi distinte:

1. prima di inserire il motore e ingranaggi negli appositi contenitori
2. post inserimento negli appositi contenitori

Il Servo Tester è di dimensioni compatte, 52 x 61 mm, alto 27 mm circa e richiede inizialmente una pila da 9 V per operare; in seguito si potrà usare quella al Ni-MH ricaricabile.
Il servo tester dispone di:

1. 2 connettori servo S1 e S2 con chiave di polarizzazione su cui applicare il servo

2. 1 pulsante per modalità operativa (zero centrale e potenziometro)

3. 1 presa per batteria da 6 Vcc a 7,2 Vcc al Ni-Mh (connettore bianco nel contenitore)

4. 1 potenziometro per regolazione PWM (entro un dato campo)

5. 1 presa per batteria a 9 Volt (connettore con clips Rosso/Nero)

Il funzionamento è molto semplice, applicando una pila da 9 V, il servo tester è operativo.
Per comodità e disponibilità sono state previste due prese di alimentazione, ma una sola dovrà essere utilizzata.
Applicando la batteria sul cavetto per batteria da 9 V o sul connettore a 2 poli, il PWM è subito presente su entrambi i connettori S1 e S2 del Servo tester i quali sono connessi in parallelo.
Il pulsante rosso, indicato come 2 nell'immagine sopra, ha due modi operativi, quali:

pulsante premuto = posiziona l'albero a centro corsa
pulsante sollevato = il potenziometro posiziona l'albero del motore in uno dei due sensi, destra o sinistra.

Se il servo motore non e assemblato il comportamento è atipico, poiché l'albero del potenziometro non e ancorato agli ingranaggi di moto riduzione.
Il motore in tal caso girerà sempre in uno dei due sensi fino a quando il potenziometro non verrà portato in posizione manualmente, cosa che verificheremo in seguito