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标题: 大家齐动手，跟我来做头部运动传感器。终于成功了，感谢Gale兄的辛苦！ [打印本页]

作者: xunicheng 时间: 2008-5-7 16:58
标题: 大家齐动手，跟我来做头部运动传感器。终于成功了，感谢Gale兄的辛苦！
前几天淘了几片松下的角速度传感器，5V供电，静态输出2.5V。

打算用两轴来检测头部的转动和俯仰运动。

由于角速度传感器只有在运动的时候才有输出，没有运动的时候处于中立点，用于位置检测必须有一个中点初始化的过程，和一个位置记忆的过程。

比如，传感器检测到一个正向的信号，根据转动速度的大小，会输出一个2.5V-4.7V的电压量，根据电压持续的时间计算舵量偏转的大小，当转动结束，传感器输出中点电压2.5V，这时候，舵量必须保持当前的值，一直到有反向转动信号，舵量才向反向移动。

说起来好像挺复杂。

另外还要做的是，把控输出的PPM信号送入单片机分析，取出第5、6通道，在5、6通道的基础上叠加头部位置。这样可以用5、6通道的电位器来调节中立点。

焊好的板子：

传感器：

作者: xunicheng 时间: 2008-5-7 16:59
gale兄的建议：

PB0做输入，用中断来分析PPM信号，PB3做输出。好在PCB不用改，嗬嗬！

作者: xunicheng 时间: 2008-5-7 17:01
先计算一下直接成本：

PCB 4块

单片机  4块

传感器  10块*2=20块

贴片阻容件  1块

直接成本  约30块

作者: zhanglin592 时间: 2008-5-7 17:24
迷糊

作者: 连过五人 时间: 2008-5-7 17:41
楼主开发这个产品出来~
造福模友啊

作者: yhybear 时间: 2008-5-7 18:47
先顶一下！

作者: 七根稻草 时间: 2008-5-7 19:21
对电路一向是不太感冒的。

作者: 峰回路转 时间: 2008-5-7 19:22
恩。不错。。。
做好了吗？关键是信号叠加合成部分。。s82真是好东西。便宜好用。
估计过段时间就不好买了。嘿嘿

作者: ziyoudj 时间: 2008-5-7 19:42
高手玩的东西没基础做不了啊

作者: xunicheng 时间: 2008-5-7 21:22

原帖由 峰回路转 于 2008-5-7 19:22 发表
恩。不错。。。
做好了吗？关键是信号叠加合成部分。。s82真是好东西。便宜好用。
估计过段时间就不好买了。嘿嘿

硬件做好了，程序嘛，Gale哥们正琢磨呢！！

那个那个，s82过段时间真的会不好买吗？？赶紧再定几个去…………

作者: xunicheng 时间: 2008-5-7 21:23

原帖由 连过五人 于 2008-5-7 17:41 发表
楼主开发这个产品出来~
造福模友啊

产品俺可做不了，DIY而已……

作者: starmoon 时间: 2008-5-8 08:57
可以做个简易三轴平衡仪

作者: ravenfire 时间: 2008-5-8 15:33
哇哈哈，就等这东东了

作者: yhybear 时间: 2008-5-8 20:42
过来顶一下

作者: zhengxuan 时间: 2008-5-8 21:24
哪里有卖这种二手的角速度传感器。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-8 21:28

原帖由 zhengxuan 于 2008-5-8 21:24 发表
哪里有卖这种二手的角速度传感器。

淘宝上搜一下，有几家卖的。是全新的。

作者: amazontan 时间: 2008-5-9 09:25
如果搞的不错我打算重金收，要能叠加到6EX方口最好

作者: xunicheng 时间: 2008-5-9 16:07
关于信号问题

必须改控，把编码到高频的线断开，接到插口上，再通过插口输入调制好的PPM到高频。

电路分析控送来的5.6通道信号，叠加运动信号以后再调制回去。

控上面至少要加一个切换开关。

我打算加个立体声耳机插座，不插的时候直通。

作者: gale 时间: 2008-5-9 16:07

原帖由 xunicheng 于 2008-5-7 21:22 发表

硬件做好了，程序嘛，Gale哥们正琢磨呢！！

那个那个，s82过段时间真的会不好买吗？？赶紧再定几个去…………

谁说我正在琢磨啊？这个程序有啥子好琢磨的？赶紧发过来给我调试吧。我担心TINY不够用。。。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-9 19:46
晕，哥们你倒是早说啊，明天把板子给你发过去。

作者: 爬墙头等红杏 时间: 2008-5-9 20:08
这玩意，干吗用？~很感兴趣~

作者: ravenfire 时间: 2008-5-9 23:43
我晕，程序都出来了阿

gale快放出来，我液晶眼镜都到了

作者: xunicheng 时间: 2008-5-10 13:26
别着急别着急，我的板子还没寄出去呢，总得调试调试吧！

作者: ooss 时间: 2008-5-10 14:53
标题: 这个传感器的输出电压线性如何啊?
以前买过一种传感器
线性不是太好
表现就是控制舵角左大右小不对称啊

作者: yhybear 时间: 2008-5-10 16:02

原帖由 gale 于 2008-5-9 16:07 发表

谁说我正在琢磨啊？这个程序有啥子好琢磨的？赶紧发过来给我调试吧。我担心TINY不够用。。。

效率高啊，支持一下！！！！:em15:

作者: ATF 时间: 2008-5-10 17:25
似乎:em22: 这个东西很早以前海豹就做过了。还有视频的。在MOVFILE上面

作者: 110351538 时间: 2008-5-10 18:22
要不停地动头吗？

作者: xunicheng 时间: 2008-5-11 09:49

原帖由 ATF 于 2008-5-10 17:25 发表
似乎:em22: 这个东西很早以前海豹就做过了。还有视频的。在MOVFILE上面

能否给个链接？？

作者: xunicheng 时间: 2008-5-11 10:03

原帖由 110351538 于 2008-5-10 18:22 发表
要不停地动头吗？

:em15: :em15: :em15:

作者: gale 时间: 2008-5-11 22:20

原帖由 xunicheng 于 2008-5-11 09:49 发表

能否给个链接？？

是啊，有人做过我就不做了，偶喜欢创新，不喜欢跟风。。。:em05:

作者: xunicheng 时间: 2008-5-12 10:57

原帖由 gale 于 2008-5-11 22:20 发表

是啊，有人做过我就不做了，偶喜欢创新，不喜欢跟风。。。:em05:

别啊，有人做过了，可没人发出来分享啊，造福模友的事情，坚持啊！你调好了，我就开送板子，嗬嗬！

作者: gale 时间: 2008-5-12 11:23

原帖由 xunicheng 于 2008-5-12 10:57 发表

别啊，有人做过了，可没人发出来分享啊，造福模友的事情，坚持啊！你调好了，我就开送板子，嗬嗬！

你有条件开板，不如搞一些这个东西造福大家？
http://bbs.mx3g.com/viewthread.php?tid=18443

作者: xunicheng 时间: 2008-5-12 14:12

原帖由 gale 于 2008-5-12 11:23 发表

你有条件开板，不如搞一些这个东西造福大家？
http://bbs.mx3g.com/viewthread.php?tid=18443

不搞，不上你的当，万一N多不懂电子的哥们搞了去，我岂不是要被搞死啊。

FPV这个东东做做还可以，线路简单，需要的又不多，基本还能搞定:em15:

作者: gale 时间: 2008-5-13 19:41
LZ,东西收到了！

作者: yhybear 时间: 2008-5-13 21:04
关注，顶一下，gale和lz加油啊

作者: gale 时间: 2008-5-13 21:30
终于搞定了ISP，NND，一根线焊错了，查了好久。接着开始写程序，刚开头。。。晕，LZ把电压接到6脚了，这个脚可没有ADC功能啊，又要割线飞线了。。。

[ 本帖最后由 gale 于 2008-5-13 21:42 编辑 ]

作者: xunicheng 时间: 2008-5-13 22:18
嘿嘿嘿，不好意思，布板的时候随手一画…………

作者: gale 时间: 2008-5-13 22:32
写了一段小程序，基本原理验证过了，现在LED的闪烁占空比跟着Vs1走，转动传感器可以看到LED亮度在变化。
#include <inttypes.h>
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned int  WORD;
typedef unsigned long DWORD;
#define LEDON()  (PORTB&=~0X10)
#define LEDOFF() (PORTB|=0X10)
#define VS1 1  //ADC1
#define VS2 3  //ADC3
/////////////////////////////////
//延时c个10ms
//如在延时期间有按键按下，则立刻返回1
//否则到时间返回0
void Delay10ms(WORD c)
{
while(c--)
{
  BYTE i,j;
  for(i=0;i<140;i++)
for(j=0;j<6;j++);
}
}
void Delay1ms(WORD c)
{
while(c--)
{
  BYTE i,j;
  for(i=0;i<14;i++)
for(j=0;j<6;j++);
}
}
void Delay(WORD c)
{
while(c--)
{
  BYTE i,j;
  for(i=0;i<10;i++);
}
}
int main(void)
{
WORD Vs1,Vs1N;
//关闭中断
cli();
//设置端口
DDRB=0x010; //端口B 管脚3输出，其他都是输入
//打开ADC
//ADMUX bit6=0->Vref=Vcc bit6=1->Vref=1.1
ADCSRA=(1<<ADEN)|0x06; //使能ADC,时钟64分频
ADMUX=VS1;    //切换到通道1
ADCSRA|=(1<<ADSC);  //启动第一次AD转换
while(1)
{
  if(ADCSRA&(1<<ADIF)) //如果一次转换结束
  {
ADCSRA|=(1<<ADIF); //写1清除标志位
Vs1=ADC; //读取结果
Vs1N=1024-Vs1;
ADCSRA|=(1<<ADSC); //启动下一次AD转换
  }
  LEDON();
  Delay(Vs1>>4);
  LEDOFF();
  Delay(Vs1N>>4);
}
}

作者: gale 时间: 2008-5-13 22:38
顺便说一句，严重怀疑TINY13能够装下整个程序，现在用了最大尺寸优化已占166字节空间，还有角度加速度计算（乘法啊！），PPM分析与重构。。。

建议LZ赶紧用MEGA8重新做板吧。。。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-13 23:05
gale兄，先试试吧！！tiny13管脚少啊，实在不行再搞mega8，你画图我布板做PCB。呵呵。

作者: yhybear 时间: 2008-5-14 00:15
加油

作者: gale 时间: 2008-5-14 08:50
把空闲的管脚焊上LED用作指示

插上芯片的样子

反面的ISP插针飞线，不包括后来交换管脚的飞线，照完照片写程序才发现的。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-14 20:27
加油！！如果字节数超的不多，拿汇编捋一遍是不是会小些？？

作者: gale 时间: 2008-5-14 21:07

原帖由 xunicheng 于 2008-5-14 20:27 发表
加油！！如果字节数超的不多，拿汇编捋一遍是不是会小些？？

我可没动力用汇编写啊，业余制作，芯片贵一点也无所谓啊，不是工厂为了降成本。今天没法干了，有其他事情。

作者: gale 时间: 2008-5-14 21:37
分析了一下PPM波形，是以400us的脉冲系列构成一个数据帧，脉冲和脉冲之间的间隔（位置，所以叫做PPM:PLUS POSITION MODULATE）决定比例，我用LAMA控做试验：
副翼1通道：500us~1600us 代表-100% ~ +100%
升降2通道：500us~1600us 代表-100% ~ +100%
油门3通道：600us~1500us 代表-100% ~ +100%
方向4通道：600us~1500us 代表-100% ~ +100%
又测量了TDF9,发现也是差不多。那么单片机就是要捕获每个上升沿，找出间隔时间就可以了，这个算法还不是很复杂，应该1个小时可以搞定，不过今晚要收摊啦

作者: xunicheng 时间: 2008-5-14 21:45
呵呵，标准PPM编码就是1ms正负0.5ms，也就是0.5ms-1.5ms之间。

作者: gale 时间: 2008-5-15 08:44

原帖由 xunicheng 于 2008-5-14 21:45 发表
呵呵，标准PPM编码就是1ms正负0.5ms，也就是0.5ms-1.5ms之间。

这下麻烦了，准备动手写程序，发现TINY13只有一个8位定时器，而这个FPV传感器最好是PPM分析用一个定时器，PPM重构用一个定时器，主循环做AD以及运算。现在只有1个定时器，还是8位的，需要合并定时器，对精度有影响。。。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-15 08:59
嗬嗬，这才是你等高手考虑的问题啊！！

作者: xunicheng 时间: 2008-5-15 09:04
前面四个通道脉冲可以直接移到输出端吧？只需构建5、6通道，这两个通道的精度不需要很高。6通以后直接舍弃。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-15 09:07
gale兄，太麻烦的话，就不用tiny13，直接画个mega8的图给我吧，我来做板子……唉！！！二十几片废板……

作者: yhybear 时间: 2008-5-15 09:15
进展很快嘛！真羡慕gale，还有时间琢磨这个，光上班就快把我累死！

作者: gale 时间: 2008-5-15 10:03
这个东西原理是很简单的，但是要想做好（精度做高）不太容易，它是用500us来表达100%，也就是1%=5us，这对于主频在M级的芯片来说不太容易。不过实际上很多接收机也不会做得那么精细。

我先把框架搭好，再优化精度了。

已经写好了PPM分析和重构的代码，虽然没有调试OK，但可以估计出大致的代码量，目前是：378字节。现在就差最复杂的传感器分析运算了。。。不知道能不能装得下:em17:

简单写了一遍传感器分析，现在代码750字节。

先由电压得到角加速度，然后由角加速度得到角速度改变量，计算出角速度，接着由角速度计算出角度改变量，并计算出当前角度。这就是陀螺仪锁尾算法，当然现在的很粗糙，如果用强劲的CPU来计算，配合好的感应器，就是一个好的陀螺仪了，呵呵。

  a=GetAD(VS1)-Vc1; //求角加速度a
  v1+=a*t; //a.t=角速度改变量
  Angel1+=v1*t;  //v.t=角度改变量
  Channel[4]+=Angel1;//叠加到PPM信号上

[ 本帖最后由 gale 于 2008-5-15 13:10 编辑 ]

作者: yhybear 时间: 2008-5-15 13:22

原帖由 gale 于 2008-5-15 10:03 发表
这个东西原理是很简单的，但是要想做好（精度做高）不太容易，它是用500us来表达100%，也就是1%=5us，这对于主频在M级的芯片来说不太容易。不过实际上很多接收机也不会做得那么精细。

我先把框架搭好，再优化 ...

:em26:

作者: xunicheng 时间: 2008-5-15 14:19
:em26: :em26: :em26: :em26:

越来越期待了…………:em24:

作者: ravenfire 时间: 2008-5-15 17:57
加油阿,就看你的了,我现在眼镜还没动过呢

作者: gale 时间: 2008-5-15 20:13
调了一会，这个板子基本宣告失败，因为TINY13主频只有9.6/8=1.2M，没有足够的效能执行PPM分析、重构、传感器运算的工作。

我接下来就分别试验一下各个模块，合起来是不行了——CPU算不过来。

补充一下：光是低主频还可以想技巧解决，可是只有1个定时器，本身就需要用软件模拟出2~3个定时器，这样效率就很差了。

另外，还要抱歉一下，我看错了，TINY13 5脚是PCINT0，不是INT0，所以5还是做输出 6做输入。。。

又发现一个问题，PPM信号的幅度只有1.2V左右，不能触发5V供电的TINY13中断，解决方法是加一级驱动，或者用1.8V供电。

[ 本帖最后由 gale 于 2008-5-15 20:53 编辑 ]

作者: xunicheng 时间: 2008-5-15 20:41
:em25: :em25: :em25: :em25: :em25: :em25:

作者: xunicheng 时间: 2008-5-15 20:45
gale兄，辛苦了…………

这个板子，改成不进行PPM分析，直接输出两路PPM信号，就像接收机的输出，行不行？

要不，

换芯片吧……

作者: gale 时间: 2008-5-15 20:55

原帖由 xunicheng 于 2008-5-15 20:45 发表
gale兄，辛苦了…………

这个板子，改成不进行PPM分析，直接输出两路PPM信号，就像接收机的输出，行不行？

要不，

换芯片吧……

我明白你的意思，直接输出驱动舵机的PWM信号，这个应该没有问题，我就打算先这么试验了。

另外，刚才编辑了楼上的帖子，关于PPM1.2V驱动不了TINY13中断的问题，重新画板时，记得放一个三极管反向哦

作者: xunicheng 时间: 2008-5-15 21:12

原帖由 gale 于 2008-5-15 20:55 发表

我明白你的意思，直接输出驱动舵机的PWM信号，这个应该没有问题，我就打算先这么试验了。

另外，刚才编辑了楼上的帖子，关于PPM1.2V驱动不了TINY13中断的问题，重新画板时，记得放一个三极管反向哦

这个我记下了。

呵呵，理论和实际还是相差很远啊，纸上谈兵，有很多问题是想不到的，做过以后才知道。

前两天调332的充电板，比较器的指示电路死活调不出来，然后才发现原理图有错误，管脚接错了，继续调试，又发现，电路实现的方法根本就是错的，板子废掉一半。只有另一面的332控制电路可以用。

这次打板，时间赶得很急，没仔细设计，做了4种电路，废掉了两种，失败失败……

作者: gale 时间: 2008-5-15 21:55

原帖由 xunicheng 于 2008-5-15 21:12 发表

这个我记下了。

呵呵，理论和实际还是相差很远啊，纸上谈兵，有很多问题是想不到的，做过以后才知道。

前两天调332的充电板，比较器的指示电路死活调不出来，然后才发现原理图有错误，管脚接错了， ...

悲惨的消息：舵机信号是周期22ms的PWM信号，1ms脉冲代表-100% 2ms脉冲代表+100%，也就是说，2ms-1ms=1ms的时间需要分为200份（假如精度有1%的话），这就意味着要精确控制舵机，需要做到5us的精确PWM，以TINY13的能力，全速做还差不多，中间要穿插传感器分析，这个。。。:em17:

作者: xunicheng 时间: 2008-5-15 22:09

原帖由 gale 于 2008-5-15 21:55 发表

悲惨的消息：舵机信号是周期22ms的PWM信号，1ms脉冲代表-100% 2ms脉冲代表+100%，也就是说，2ms-1ms=1ms的时间需要分为200份（假如精度有1%的话），这就意味着要精确控制舵机，需要做到5us的精确PWM，以TIN ...

是这样吗？？:em22: :em22: :em22:

作者: gale 时间: 2008-5-15 22:35
你是问“舵机信号是这样吗？” 还是问“实现5us很困难吗？”
如果是前者，我只能说：是，示波器图见http://bbs.mx3g.com/thread-16917-1-1.html
为了保险，我刚才又用T9+蓝箭微接测量了一次，确实是这样，而且步进很细微，可以做到4us

如果是后者，我也只能说：确实很困难，1.2M主频的AVR CPU，为了方便计算，就当1M好了，差不多1us一个指令，也就是说，如果没有硬件的帮助，要实现5us步进的准确PWM，需要能够在5条指令中完成PWM的基本控制，这几乎要耗尽CPU的资源，其他什么事情也不能干了。如果用硬件PWM的话，又存在一个问题，那就是舵机的PWM只是在5% 10%这样极小的占空比之间变化，而AVR的硬件PWM是0%~100%，8位的PWM摊到5%的范围上只有很差的步进量。。。

另，这个传感器太灵敏了，我放在桌面上，轻微的桌面变形都会引发传感器的动作，几乎成为一个报警器了。我想正规的陀螺仪应该会使用两个传感器，一个高灵敏的用于轻微的运动，一个低灵敏的用于剧烈运动。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-15 22:41
不错，这个传感器的确太灵敏，商品的陀螺也是用一个传感器的，但是可以测量的角速度比较大，或者说比较迟钝。

舵机没必要一定要送20ms的脉冲，你试试送一个方波，它也能正常工作。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-15 22:47
还有，用定时器中断来做，会很省资源。

不过13只有1个定时器，头疼。

[ 本帖最后由 xunicheng 于 2008-5-15 22:52 编辑 ]

作者: gale 时间: 2008-5-15 22:59

原帖由 xunicheng 于 2008-5-15 22:47 发表
还有，用定时器中断来做，会很省资源。

不过13只有1个定时器，头疼。

我全部都是用中断完成的，不过CPU太慢，中断也不灵啊，举例来说，我简单试验了一下，用中断产生方波，效果很好，然后打开外部中断接收PPM信号，由于外部中断要处理PPM信号，CPU主频低执行的比较慢，所以一旦遥控器开机，PPM出现，定时器中断的方波就不成样子了。

这个传感器做简单的方向性判断还是不错的，要定量分析就很痛苦，稍微动一下就饱和了。。。

今晚收摊了！东西要不要发还给你？

作者: xunicheng 时间: 2008-5-15 23:05

原帖由 gale 于 2008-5-15 22:59 发表

我全部都是用中断完成的，不过CPU太慢，中断也不灵啊，举例来说，我简单试验了一下，用中断产生方波，效果很好，然后打开外部中断接收PPM信号，由于外部中断要处理PPM信号，CPU主频低执行的比较慢，所以一旦遥 ...

不用，你留着研究吧。

mega8的电路图，有空发给我。

还有，源程序能否发来我学习学习？？

[ 本帖最后由 xunicheng 于 2008-5-15 23:07 编辑 ]

作者: xunicheng 时间: 2008-5-15 23:35
总觉得不太对。舵机信号是500微秒-1500微秒，用定时器来做，每个周期至少有500微妙的时间来做其它的事情。即使要做到1微妙的精度，也只需要设置定时器定时501微秒就行啊。而且每个周期是20ms，至少有几万个机器周期来用。

我是根据用汇编玩51时候的经验来说的啊，AVR不懂，也许是乱说。

gale看看这篇文章：http://www.mcu123.com/news/Article/uc/uc8051/200608/173.html

忙过着一阵，试着拿汇编爬一下。

[ 本帖最后由 xunicheng 于 2008-5-15 23:39 编辑 ]

作者: gale 时间: 2008-5-16 11:38

原帖由 xunicheng 于 2008-5-15 23:35 发表
总觉得不太对。舵机信号是500微秒-1500微秒，用定时器来做，每个周期至少有500微妙的时间来做其它的事情。即使要做到1微妙的精度，也只需要设置定时器定时501微秒就行啊。而且每个周期是20ms，至少有几万个机器 ...

看过了，单独搞定舵机驱动还是没问题的，我昨晚不知遇到了什么问题，用TINY13定时器全速产生方波只能有40us周期，再低就不行了，今晚再试试看。

AVR的指令周期比51更短，效率更高，如果也是12M主频，完全没有问题。

作者: yhybear 时间: 2008-5-16 14:41
这种事情，汇编是首选。否则只能用更强的cpu了，gale不要放弃啊。

作者: gale 时间: 2008-5-16 14:57

原帖由 yhybear 于 2008-5-16 14:41 发表
这种事情，汇编是首选。否则只能用更强的cpu了，gale不要放弃啊。

十年前也是从51汇编爬过来的，现在已经基本放弃汇编了，开发成本高啊，放弃久了也就生疏了。其实用了AVR以后，用C基本没有遇到过啥子麻烦，这次主要是TINY13的主频太低了。。。

另，这个东西我调了几个工作时了，有如下心得：
1、传感器太灵敏，这不是好事是坏事，非常容易饱和，不容易精确反映动作情况，需要有办法减弱其灵敏度
2、CPU主频太低，PPM解码分析什么的都是小事，很容易搞定，可要想达到“锁尾”，需要有一些比较复杂的计算
3、供电部分建议二级稳压，比如7806来一个 1117再来一个，因为太灵敏了，要减少其他因素带来的扰动
4、强烈建议用高主频大空间单片机，要想效果好，早晚用大宝，还有一些滤波、容错算法需要占用RAM和ROM啊
5、PPM信号输入要加三极管整形
6、如果要做头部感应，是否可以用红外方式？？？

另外，昨天我一直在想，这个东西还能做什么有趣的东西呢？

作者: ravenfire 时间: 2008-5-16 15:10
gale,先把这个做出来阿
其他好玩的我帮你想哈

作者: 飞行无极限 时间: 2008-5-16 15:30
听说要角速度的处理要用卡尔曼滤波。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-16 15:59
gale兄，你画个mega8的电路，我打板，早动手早出东东。

作者: gale 时间: 2008-5-16 16:01

原帖由 xunicheng 于 2008-5-16 15:59 发表
gale兄，你画个mega8的电路，我打板，早动手早出东东。

不用着急，电路简单，我先面包板上搞搞。说实话，早日出东西是不指望了，楼上的卡X曼滤波已经着实吓了我一跳了，也诚征其他高手参加，不过我估计难，能把这个搞出来，就是一个锁尾陀螺仪，还是二维的，呵呵:em15:

作者: yhybear 时间: 2008-5-16 16:25

原帖由 gale 于 2008-5-16 14:57 发表

十年前也是从51汇编爬过来的，现在已经基本放弃汇编了，开发成本高啊，放弃久了也就生疏了。其实用了AVR以后，用C基本没有遇到过啥子麻烦，这次主要是TINY13的主频太低了。。。

另，这个东西我调了几个工 ...

说的很对:em26:
这个东西用在自平衡机器人，固定翼的自动平衡，飞机自动油门自动补偿中都可以试试啊，都满好玩的啊。:em19:
其实讨论一下这些东西也不错，过过干瘾，练练脑子。:em15:

作者: xunicheng 时间: 2008-5-16 16:44

原帖由 gale 于 2008-5-16 16:01 发表

不用着急，电路简单，我先面包板上搞搞。说实话，早日出东西是不指望了，楼上的卡X曼滤波已经着实吓了我一跳了，也诚征其他高手参加，不过我估计难，能把这个搞出来，就是一个锁尾陀螺仪，还是二维的，呵呵 ...

:em26: :em26: :em26: :em26:

作者: gale 时间: 2008-5-16 20:27
标题: 我现在发愁就是传感器的饱和
刚才快速搞定了两个舵机的驱动——定时器只做一件事情是很轻松的。见下:Servo1 2可取值0~200,100是中立点
//////////////////////////////////////////////////////////////////
//设置定时器0
//9.6M振荡器下主频为1.2M
//1.2M主频下 256分频=213.333us计1个数
BYTE Servo1;
BYTE Servo2;
void ServoInit(void)
{
      TCCR0A = 0;                               //不作为PWM使用
      TCCR0B = 0b00000100;       //定时器/计数器0控制寄存器bit7~3保留，bit2~0时钟选择
                                                      //000定时器计数器停止
                                                      //001=CK 010=CK/8 011=CK/64 100=CK/256 101=CK/1024
                                                      //110=外部T0脚，下降沿
                                                      //111=外部T0脚，上升沿
      TIMSK0 = 0b00000010;       //允许定时器0溢出中断
      Servo1=0;
      Servo2=0;
}

/////////////////////////////////////////////////
//定时器中断服务程序
//20ms中断一次
//舵机信号是20~22ms周期，-100%~+100% 对应1ms~2ms的脉宽

#define Delay5us() {BYTE j;for(j=0;j<2;j++) asm ("nop;");}//延时5us

SIGNAL (SIG_OVERFLOW0)
{
      BYTE i;

      TCNT0=256-94;

      //拉高两个舵机输出
      PWMH();

      //延时1ms
      for(i=0;i<200;i++)
      {
            Delay5us();
      }

      //根据舵机比例在合适时机拉低舵机输出
      for(i=0;i<200;i++)
      {
            if(i>Servo1)       PWM1L();
            if(i>Servo2)       PWM2L();
            Delay5us();
      }
}

作者: xunicheng 时间: 2008-5-16 21:29
传感器饱和似乎没什么办法解决，慢点转，呵呵。

作者: gale 时间: 2008-5-16 21:49

原帖由 xunicheng 于 2008-5-16 21:29 发表
传感器饱和似乎没什么办法解决，慢点转，呵呵。

郁闷啊，就这么简单的程序，其输出脉冲还是不稳定，舵机颤抖个不停，开始我还以外是驱动信号电压5V的原因，加电阻分压到3.4V以后还是一样。似乎在这个1.2M主频的东西上还是有麻烦啊。。。找了一段文章：
在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。
舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前在高档遥控玩具，如航模，包括飞机模型，潜艇模型；遥控机器人中已经使用得比较普遍。舵机是一种俗称，其实是一种伺服马达。
舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms范围内的角度控制脉冲部分。以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的：
0.5ms--------------0度；
1.0ms------------45度；
1.5ms------------90度；
2.0ms-----------135度；
2.5ms-----------180度；
请看下形象描述吧:

这只是一种参考数值，具体的参数，请参见舵机的技术参数。
小型舵机的工作电压一般为4.8V或6V，转速也不是很快，一般为0.22/60度或0.18/60度，所以假如你更改角度控制脉冲的宽度太快时，舵机可能反应不过来。如果需要更快速的反应，就需要更高的转速了。
要精确的控制舵机，其实没有那么容易，很多舵机的位置等级有1024个，那么，如果舵机的有效角度范围为180度的话，其控制的角度精度是可以达到180/1024度约0.18度了，从时间上看其实要求的脉宽控制精度为2000/1024us约2us。如果你拿了个舵机，连控制精度为1度都达不到的话，而且还看到舵机在发抖。在这种情况下，只要舵机的电压没有抖动，那抖动的就是你的控制脉冲了。而这个脉冲为什么会抖动呢？当然和你选用的脉冲发生器有关了。一些前辈喜欢用555来调舵机的驱动脉冲，如果只是控制几个点位置伺服好像是可以这么做的，可以多用几个开关引些电阻出来调占空比，这么做简单吗，应该不会啦，调试应该是非常麻烦而且运行也不一定可靠的。其实主要还是他那个年代，单片机这东西不流行呀，哪里会哟！
使用传统单片机控制舵机的方案也有很多，多是利用定时器和中断的方式来完成控制的，这样的方式控制1个舵机还是相当有效的，但是随着舵机数量的增加，也许控制起来就没有那么方便而且可以达到约2微秒的脉宽控制精度了。听说AVR也有控制32个舵机的试验板，不过精度能不能达到2微秒可能还是要泰克才知道了。其实测试起来很简单，你只需要将其控制信号与示波器连接，然后让试验板输出的舵机控制信号以2微秒的宽度递增。

作者: gale 时间: 2008-5-16 22:26
郁闷啊，写了一段最简单的延时生成波形(如下)，舵机在某些值上还是狂抖，看来输出的信号步进要严格遵循要求，否则打在舵机的某些点上，就会让舵机识别不清。。。

void Wave(BYTE v)
{
BYTE i,j;

PWM1H();
for(i=0;i<200;i++) Delay5us(); //延时1ms
for(i=0;i<v;i++) Delay5us(); //根据舵机比例延时
PWM1L();
for(j=v;j<200;j++) Delay5us(); //补充延时至1ms

for(j=0;j<20;j++) //延时完剩下的20ms
{
for(i=0;i<200;i++) Delay5us();
}

}

作者: xunicheng 时间: 2008-5-16 22:30
脉冲不稳定是不是传感器抖动引起的？？静态的时候是有正负2.5mv的抖动的。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-16 22:33
晕，也许最古老的模拟电路的舵机反倒兼容性会最好。数字化处理，一旦存在精度差异，就晕菜了。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-16 22:37
舵机处理是10位的？？似乎很多电调，混控之类的东东都是8位精度。

gale你试试别按正负100%来算，按正负128来算，256级。也许就和舵机对上了。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-16 22:44
关于传感器灵敏度的问题。

刚又搜了半天，这个传感器和正宗的ews82还是有区别的，正品是5脚的，一个空脚，这个有7只管脚，而且从拆解的图片上看，7只管脚全都接到电路中，多出来的两只管脚是做什么用的？？现在是把它们直接悬空了。有没有可能这多出来的两只管脚能够调整灵敏度？？传感器内部使用的芯片是AN6731，没找到相关资料，不知道是什么东东。

作者: gale 时间: 2008-5-18 21:44
今天终于腾出点时间，折腾了一下M8，先驱动舵机，发现原来舵机颤抖问题不是信号发生的问题，是舵机的问题（舵机接到接收机上某些位置也抖），不过我好几个辉盛都这德行，看来辉盛舵机质量下降了。手头有几个高级的DS13MG舵机，拿来测试，我靠，精准！稳定！本来打算卖的，现在不卖了。

这个舵机测试值啊，呵呵

作者: xunicheng 时间: 2008-5-19 08:57
嗬嗬，辉盛的东东俺就没见好过…………

作者: jtltt 时间: 2008-5-19 12:26
很感兴趣。这个帖子应该发在航拍版。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-19 14:51

原帖由 jtltt 于 2008-5-19 12:26 发表
很感兴趣。这个帖子应该发在航拍版。

发在航拍版根本没人会看。

那边的米人基本不屑DIY。

作者: tt-01 时间: 2008-5-19 16:08
我也做了一个计划使用两个比较器  积分弄不来，这里就用了个比较器A
目前来说用用可以，精度保证不了。。
基本思路是陀螺信号进来的是数值176 （至少我这个是这样的，使用的是M16 内部2.56V的比较电源）
之后乘上9 就差不多是1580 舵机的中立点。
然后消除抖动，故所以大于1700或小于1450时候比较器才会加上或减去数值。我不知道上面的算不算消抖动，反正现在这个陀螺放在桌上舵机不乱斗了。
精度很差，转动陀螺的时候幅度不能太大。不能可能转不到你想要让他转到的角度。

                              $regfile = "m16def.dat"
  Config Portd = Output

Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Internal

Enable Adc
Enable Interrupts
Enable Compare1a
Compare1a = 1500

Dim W As Word , Channe1 As Byte
Dim A As Byte

Dim G As Single
Dim D As Word
Dim E As Word                                              '与ADC转换相关变量
Dim F As Word
Dim H As Word
Dim Z As Word

  Cls
  Cursor Off

   Channe1 = 1

   Z = 1500
   Start Adc
Do

   H = Compare1a
D = Getadc(channe1)
E = D * 9
If E > 1700 Then
Compare1a = Compare1a + 30
Elseif Compare1a > 2400 Then
Compare1a = 2400
Elseif E < 1450 Then
Compare1a = Compare1a - 30
Elseif Compare1a < 600 Then
Compare1a = 600

End If

Locate 2 , 1
Lcd "H=" ; H ; " ms" ;
  Locate 1 , 1
Lcd "E=" ; E ; " ms" ;
  Locate 2 , 10
Lcd "G=" ; G ;
Locate 1 , 10
Lcd "D=" ; Compare1a ;

Pulseout Portd , 0 , H
Loop
End

作者: gale 时间: 2008-5-19 20:32
楼上的这个仅仅是振荡算法，不是锁尾算法吧？

作者: gale 时间: 2008-5-19 20:37
经过昨天的试验，熟悉了舵机的特性，即平时可以不送信号给舵机，只有在需要改变舵机位置的时候，送一系列脉冲给舵机即可（比如10个脉冲），这样的话可以大大降低CPU的负担，也不用定时器来驱动舵机了。理论上看，TINY13应该也能撑的住（但是PPM解析重构还是需要定时器的。。。），今晚继续尝试。

作者: xunicheng 时间: 2008-5-19 21:10
呵呵，加油！！

作者: gale 时间: 2008-5-19 22:12
晚上的试验很成功，现在已经达到了陀螺仪的非锁尾状态了，用的是一片MEGA8，12M晶振，运算速度嗖嗖的！再干半个小时睡觉

作者: xunicheng 时间: 2008-5-19 22:28
太好了太好了。我订的贴片Mega8芯片也到了，好小啊！做成PCB也许比上次那块板子的面积还会小。板子上应该预留一组下载线的插口吧。

作者: tt-01 时间: 2008-5-19 22:34
不是锁尾的我不知道公式。。。

作者: tt-01 时间: 2008-5-19 22:36
还有用我这种 IF THEN 方法不好，
刚刚接两个舵机接连个传感器。运行起来就表现的很迟钝了。。。
看来我要靠你了。我是搞不定了

作者: gale 时间: 2008-5-19 23:01
1、先不要着急布板啊
2、锁尾公式的数学理论很简单，但实现起来就难了，道理如下：

为说明方便，下面的加速度、速度等都是指角加速度、角速度
a.传感器可以得到当前加速度a(用电压表征)
b.定时获取加速度，比如隔时间t取一次，用加速度a乘以时间t可以得到速度v
c.用速度v乘以t即可得到偏转角度angel
d.根据当前的偏转角度决定用多大的尾螺距去推动飞机尾巴

LZ要做的头部传感器只需要a b c 三步，因此比较简单，上面的方法在t足够小时是比较精确的，这也是微分或者说离散化的原理，要想更精确，可以用两次的加速度a1 a2复合计算，这样 angel=1/2*(a1+a2)*t，所有这些都是中学物理知识。

但是这个理论要想实践有几个难点：
1、电压V和加速度a的关系未必是线性关系，怎样得到？
2、间隔时间t是否足够小？这决定于CPU是不是够快
3、由于单片机使用大量的整数运算，在如此多次的乘除运算中有大量的截断误差，如何消除截断误差的积累？

不过事物总是辩证的，看着有难点，但落到工程上总是有办法的，事实上，真正的陀螺仪才不管那么多，凑活着能够锁尾也就卖了。GY401贵就贵在软件，硬件呢？比低档陀螺仪确实好那么一些，但毕竟不完全是决定性的。

我所要做的效果就是把传感器和舵机固定在一起，当舵机转动时，其摇臂始终指着一个方向（锁尾），这样就可以实现LZ FPV头部控制的愿望了。

这个试验决定成败的关键是软件效能和CPU的运算速度的乘积，如果有90MHz的ARM或者更高的速度，采用浮点运算那么我想随便写写软件锁尾精度都会非常高。

最后说个奇怪的事情，传感器我认为是输出VCC的一半作为中立点，于是刚开始试验我就用3.3V左右供电，结果也很理想，他输出1.7V，但是调了几次以后，它就输出2.2V了，奇怪，最后我只好改用5V供电了。。。

这里上图很麻烦，而且只能100k，我就上到三国上了
http://bbs.mx3g.com/viewthread.php?tid=19061&extra=page%3D1&frombbs=1

作者: yhybear 时间: 2008-5-20 07:21
顶起！gale 加油！！看起来很有意思啊，传感器没有规格书吗？怎么电压是不定的呢？

找到规格书了，
http://www.isbox.cn/xxxxxx/071022/EWTS82.pdf

[ 本帖最后由 yhybear 于 2008-5-20 09:52 编辑 ]

作者: benladn911 时间: 2008-5-20 11:05
角速度传感器那么便宜？玩玩是可以。

没想到楼主也会AVR单片机，我是每天都在www.ouravr.com 上乱逛。

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