在上一篇《遥控篇》文章中,我们介绍了Sony PS2手柄信号的采集和编程,通过简单的封装,以事件的方式向我们提供按键信息。本篇文章主要介绍.NET Micro Framework系统接受到按键信息后,如何驱动小车马达和控制机械手的。

无论是驱动小车马达还是控制机械手,都是通过输出PWM来控制的,只是控制PWM输出的方式有些不同而已,我们先介绍一下小车马达的控制。

由于驱动马达需要相对比较大的电流,所以主芯片的IO是无法直接驱动的,中间需要连接一个驱动器。也就是说主芯片输出PWM控制驱动器,由驱动器输出大电流来驱动马达。

一般情况下一个驱动器可以驱动两路马达,而驱动一个马达一般需要两路信号,通过控制两路PWM的输出,来控制马达的转速和方向。我们这款小车选用的是一个带光电隔离,高功率的一个驱动器,一路马达,需要三路IO控制,其中2路是控制方向,一路输出PWM控制小车的转速。

一个驱动器模块,需要4个GPIO(控制方向)2路PWM,加上一路3V3和GND,共8路,我们采用标准.NET Gadgeteer接口进行连接(10个pin:1个3V3,1个5V,1个GND,7个GPIO通道),可以直接插入凌霄开发板上的两个.NET Gadgeteer接口上,接线显的简单直接(上图所示的两个扁平电缆就是)。

机械手控制就更为容易了,一个舵机三根线,电源(5V),地和信号线(PWM),三个舵机,一共需要3路PWM输出控制。注意电源也需要特别提供。PWM由凌霄开发板IO直接输出。

下面介绍一下.NET Micro Framework的PWM接口函数类。

public class PWM : IDisposable

    {

        public PWM(Cpu.PWMChannel channel, double frequency_Hz, double dutyCycle, bool invert);

        public PWM(Cpu.PWMChannel channel, uint period, uint duration, PWM.ScaleFactor scale, bool invert);

        public uint Duration { get; set; }

        public double DutyCycle { get; set; }

        public double Frequency { get; set; }

        public uint Period { get; set; }

        public void Start();

       public void Stop();

      //… 省略一些非主要函数

   }

两个构造函数,分别介绍一下。

PWM(Cpu.PWMChannel channel, double frequency_Hz, double dutyCycle, bool invert);

channel – 通道,不同的系统,支持的通道个数不同,比如凌霄系统支持16路,应该算比较多的。

frequency_Hz – 频率,单位是Hz,发出脉冲的频率值。

dutyCycle – 占空比, 一个0~1之间的数,表示一个周期中,高电平持续时间和整个周期的比值。

Invert – 信号翻转,高低电平翻转切换,一般底层都没有处理该参数,所以一般设置为false。

public PWM(Cpu.PWMChannel channel, uint period, uint duration, PWM.ScaleFactor scale, bool invert);

channel – 通道。

period – 周期。单位和scale的选项一致。

duration – 高电平持续时间,单位和周期一致。

scale – 周期的时间单位,可以是毫秒、微秒、纳秒,建议选择微秒。

Invert – 信号翻转。

第一个构造函数,一般控制马达用,参数设置显的比较直观。频率可以是1K~250KHz(建议10K左右),通过设置占空比的大小(0就是停止,1就是全速),来进行调速。

第二个构造函数,适合控制舵机用,舵机典型的控制曲线如下:

F就是所谓的周期了,如果我们设置scale为微秒,则可以直接设置为20000,所谓的脉宽就是duration的值,你可以设置为1000~2000之间(不同舵机,这个区域的值会有不同,请根据实际进行调整)。

有了以上的介绍,我们就可以很容易地完成马达驱动和舵机控制了。

A.驱动马达

马达驱动控制参数定义:

 static PWM[] motor_pwm = new PWM[];

    static double[] frequency = new double[] { , , ,  };        

    static double[] dutyCycle = new double[] { , , , };                         

    static bool[] states1 = new bool[] { true, false, true, false, true, false, true, false };

    static bool[] states2 = new bool[] { false, true, false, true, false, true, false, true };

    static OutputPort[] In = new OutputPort[];

马达驱动初始化:

  //初始化马达控制

    //方向IO

    Cpu.Pin[] pins = new Cpu.Pin[] { Mainboard.Gadgeteer.Socket2.Pin4, Mainboard.Gadgeteer.Socket2.Pin5, Mainboard.Gadgeteer.Socket2.Pin6, Mainboard.Gadgeteer.Socket2.Pin7,

                                        Mainboard.Gadgeteer.Socket1.Pin4, Mainboard.Gadgeteer.Socket1.Pin5, Mainboard.Gadgeteer.Socket1.Pin6, Mainboard.Gadgeteer.Socket1.Pin7};           

    for (int i = ; i < In.Length; i++)

    {

        In[i] = new OutputPort(pins[i], false);

    }

    //马达速度PWM输出

    Cpu.PWMChannel[] motor_chanels = new Cpu.PWMChannel[] { Mainboard.PWM.Channel13, Mainboard.PWM.Channel14, Mainboard.PWM.Channel2, Mainboard.PWM.Channel3 };

    for (int i = ; i < motor_pwm.Length; i++)

    {

        motor_pwm[i] = new PWM(motor_chanels[i], frequency[i], dutyCycle[i], false);

        motor_pwm[i].Start();

    }

马达控制:

在Sony PS2的事件代码中,我们填写如下代码:

static void ps2_Click(object sender, PS2.ButtonArgs e)

    {

if(e.key == PS2.Key.RRocker)

        {

            PS2 ps2 = (PS2)sender;

            PS2.ButtonArgs button = ps2.GetButton(PS2.Key.L2);

            if (button.state == ) //L2按下

            {

                byte[] buffer = new byte[] { 0xAA, (byte)e.x, (byte)e.y, 0x55 };

                piPort.Write(buffer, , );

                piPort.Flush();

                //左右旋转

                steering_pwm[].Duration = (UInt32)(durations[] + ( - e.x) * );

                //上下旋转

                steering_pwm[].Duration = (UInt32)(durations[] + ( - e.y) * );

            }

            Else  //L2抬起

            {

                //小车运动

                UInt32[] values = new UInt32[];

                UInt32 x = (UInt32)(System.Math.Abs(e.x - ));

                UInt32 y = (UInt32)(System.Math.Abs(e.y - ));

                for (int i = ; i < values.Length; i++) values[i] = y;

                if (e.y < )

                {

                    //前进

                    for (int i = ; i < In.Length; i++) In[i].Write(states2[i]);

                    //拐弯

                    if (x > )

                    {

                        if (e.x < )

                        {

                            values[] = x;

                            values[] = x;

                        }

                        else

                        {

                            values[] = x;

                            values[] = x;

                        }

                    }

                }

                else

                {

                    //后退

                    for (int i = ; i < In.Length; i++) In[i].Write(states1[i]);

                    //拐弯

                    if (x > )

                    {

                        if (e.x < )

                        {

                            values[] = x;

                            values[] = x;

                        }

                        else

                        {

                            values[] = x;

                            values[] = x;

                        }

                    }

                }

                //设置占空比

                for (int i = ; i < motor_pwm.Length; i++) motor_pwm[i].DutyCycle = (values[i] / 128.0);

            }

        }

    }      

B、驱动舵机

舵机参数定义:

static PWM[] steering_pwm = new PWM[];

    static UInt32[] periods = new UInt32[] { , , , ,  };//周期        static UInt32[] durations = new UInt32[] { 1390, 1500, 1390, 1550, 1420 };   //脉宽

舵机初始化:

Cpu.PWMChannel[] steering_chanels = new Cpu.PWMChannel[] { Mainboard.PWM.Channel8, Mainboard.PWM.Channel9, Mainboard.PWM.Channel6, Mainboard.PWM.Channel0, Mainboard.PWM.Channel4 };

    for (int i = ; i < steering_pwm.Length; i++)

    {

        steering_pwm[i] = new PWM(steering_chanels[i], periods[i], durations[i], PWM.ScaleFactor.Microseconds, false);

        steering_pwm[i].Start();

    }

舵机控制:

static void ps2_Click(object sender, PS2.ButtonArgs e)

    {

       if (e.key == PS2.Key.LRocker) //左摇杆事件

        {

            //控制机械臂左右旋转

            steering_pwm[].Duration = (UInt32)(durations[] + ( - e.x) * );

            //控制机械臂上下旋转

            steering_pwm[].Duration = (UInt32)(durations[] + ( - e.y) * );

        }

        else if (e.key == PS2.Key.R2)  //按下右R2键

        {

            //打开钳子

            value += ; if (value > ) value = ;

            steering_pwm[].Duration = (UInt32)(durations[] + (value - ) * );

        }

        else if (e.key == PS2.Key.R1)  //按下右R1键

        {  

            //闭合钳子

            value -= ;if (value < ) value = ;

            steering_pwm[].Duration = (UInt32)(durations[] + (value - ) * );

        }

     }

C、视频演示

视频链接:http://v.youku.com/v_show/id_XNjY2MTE1NjQ0.html

文章导航:

1、【树莓派+.NET MF打造视频监控智能车】遥控篇

2、【树莓派+.NET MF打造视频监控智能车】控制篇(.NET MF)

3、【树莓派+.NET MF打造视频监控智能车】控制篇(树莓派)

4、【树莓派+.NET MF打造视频监控智能车】视频篇

小结:

1、 .NET Micro Framework PWM类的设计,非常符合用户的认知和使用习惯,可以非常方便地实现相应功能。

2、 通过VS2010/VS2012在线调试,可以快速地测试出合适的控制值。

3、 以上代码大概十几分钟就可以完成,充分体现了.NET Micro Framework快速开发的特性。

【树莓派+.NET MF打造视频监控智能车】控制篇(.NET MF)的更多相关文章

  1. 【树莓派+.NET MF打造视频监控智能车】控制篇(树莓派)

    对已经具备一定Linux基础的人来说,树莓派学习起来应该非常简单自然.在他们眼中,树莓派就是一个简易版的,卡通版的Linux而已.但是对我这样一个早已习惯微软技术生态系统的人或者初学者来说,要实现一个 ...

  2. 【树莓派+.NET MF打造视频监控智能车】遥控篇

    树莓派是最近比较火热的开源硬件,其设备只有信用卡大小,运行着Linux系统,专为学生编程教育而设计.我十多年的技术路线基本以学习微软的技术为主,中间也曾试图学习过linux,但是相对陡峭的学习曲线,只 ...

  3. 深度 | AI芯片之智能边缘计算的崛起——实时语言翻译、图像识别、AI视频监控、无人车这些都需要终端具有较强的计算能力,从而AI芯片发展起来是必然,同时5G网络也是必然

    from:https://36kr.com/p/5103044.html 到2020年,大多数先进的ML袖珍电脑(你仍称之为手机)将有能力执行一整套任务.个人助理将变的更加智能,它是打造这种功能的切入 ...

  4. 【miscellaneous】监狱智能视频监控系统设计解决方案

    监狱智能视频监控系统设计解决方案 一.系统概况 随着司法监狱管理系统内视频监控系统的日益发展,现有的被动式人工监控这一传统模式已无法满足新形势下的监管工作需求,尤其是现在靠轮询的视频监控方式,无法对突 ...

  5. 开源倾情奉献:基于.NET打造IP智能网络视频监控系统(一)开放源代码

    本文为 Dennis Gao 原创技术文章,发表于博客园博客,未经作者本人允许禁止任何形式的转载. 开源倾情奉献系列链接 开源倾情奉献:基于.NET打造IP智能网络视频监控系统(一)开放源代码 开源倾 ...

  6. 基于.NET打造IP智能网络视频监控系统

    开源倾情奉献:基于.NET打造IP智能网络视频监控系统(一)开放源代码   开源倾情奉献系列链接 开源倾情奉献:基于.NET打造IP智能网络视频监控系统(一)开放源代码 开源倾情奉献:基于.NET打造 ...

  7. 【miscellaneous】监狱安防系统智能视频监控系统设计方案

    1监狱安防新需求 随着司法监狱管理系统内视频监控系统的日益发展,现有的被动式人工监控这一传统模式已无法满足新形势下的监管工作需求,尤其是现在靠轮询的视频监控方式,无法对突发恶性事件做到第一时间的防御和 ...

  8. 【miscellaneous】华为智能视频监控系统设计解决方案

    [导读] 近年来,随着经济的快速增长.社会的迅速进步,校园.工厂园区.中小企业.楼宇等领域对安全防范和现场记录报警系统的需求与日俱增,视频监控在工作.生活各方面得到了非常广泛的应用. 1.中小型视频监 ...

  9. 基于Spring4+SpringMVC4+Mybatis3+Hibernate4+Junit4框架构建高性能企业级的部标1077视频监控平台

    开发企业级的部标GPS监控平台,投入的开发力量很大,开发周期也很长,选择主流的开发语言以及成熟的开源技术框架来构建基础平台,是最恰当不过的事情,在设计之初就避免掉了技术选型的风险,避免以后在开发过程中 ...

随机推荐

  1. 【BZOJ】【3931】【CQOI2015】网络吞吐量

    最短路+最大流 思维难度并不高,其实题面几乎已经把算法讲完了…… 练习模板的好题= = 哦对了,求最短路和最大流的时候都得开long long……QwQ /********************** ...

  2. 关掉Windows Firewall的PowerShell

    在Windows 8或Windows 2012 R2上, 使用下面的命令: Set-NetFirewallProfile -Profile Domain,Public,Private -Enabled ...

  3. jQuery EasyUI 入门简介

    对于前端开发者来说,在开发过程中应用“框架”这一工具,可以极大的缩短开发时间,提高开发效率.今天我们就开介绍一款常用的框架——jQuery EasyUI. 那什么是jQuery EasyUI呢? jQ ...

  4. Spring(十一):Spring配置Bean(四)SpEL

    Spring表达式语言:SpEL 1)Spring表达式语言(简称SpEL):是一个支持运行时查询和操作对象图的强大的表达式语言. 2)语法类似于EL:SpEL使用#{...}作为界定符,所有在大框号 ...

  5. node.js " The requested service provider could not be loaded or initialized"

    I'm trying to use any of the NodeJS or NPM commands but I always got the following error: socket: (1 ...

  6. esUtil.h中的m变量报错

    引用了OpenGL ES自带的esUtil.h, 编译的时候报错:     typedef struct     {         GLfloat m[4][4];     } ESMatrix; ...

  7. JavaScript中一个对象如何继承另外一个对象

    如题,JavaScript中一个对象a如何继承另外一个对象b.即将b中的属性和方法复制到a中去. 面试中遇到了这个问题,当时脑子里的想法是: 1.除了循环遍历复制,还能怎样 2.javascript中 ...

  8. 扩展一个boot的插件—tooltip&做一个基于boot的表达验证

    在线演示 本地下载 (代码太多请查看原文) 加班,加班加班,我爱加班··· 我已经疯了,哦也. 这次发一个刚接触boot的时候用boot做的表单验证,我们扩展一下tooltip的插件,让他可以换颜色. ...

  9. 【iOS地图开发】巧妙打造中英文全球地图

    地图开发的同学们经常遇到这样的问题,国内版地图开发,用高德或者百度就行了.但是,国外的地图怎么办?这里告诉大家,如果利用iOS地图,打造中英文的,国内国外都能用的,全球地图. 制作全英文地图的展示并不 ...

  10. brew install Jenkins

    Chens-MacBook-Pro:Downloads chenqing$ brew install jenkins ==> Downloading http://mirrors.jenkins ...