Auto op Rf. Ik ben Robin Vranckx. Ik ben geboren op 11 augustus 1999 in geel en woon al heel mijn leven in Tongerlo.Mijn hobby is fietsen.

Transcriptie

1 1 Inleiding Ik ben Robin Vranckx. Ik ben geboren op 11 augustus 1999 in geel en woon al heel mijn leven in Tongerlo.Mijn hobby is fietsen. Mijn lagere school was het grafiekjes en is ook gelegen in Tongerlo. In het 6 de leerjaar had ik besloten dat ik iets met programmeren wilde doen in het middelbaar. Daarom was ik in het 1 ste middelbaar industriële wetenschappen gaan volgen tot het 3 de middelbaar. Daarna ben ik van richting veranderd naar elektronica-ict omdat ik daar verschillende programmeertalen in kreeg. Mijn eindwerk heb ik gekozen omdat ik vroeger altijd met Rf auto s reed toen ik klein was en het leek me leuk om dat nu zelf eens te bouwen. p1

2 2 Samenvatting In deze scriptie ga ik bespreken wat ik heb gedaan om mijn chassis te bouwen. Om te beginne ga ik uitleggen waarom ik welke component heb gekocht. En daarna mijn Raspberry pi grondig bespreken omdat dit het logisch brein achter mijn auto is en daarmee ook een van de belangrijkste; Voor mijn auto te laten moet ik weten welke dutycylce ik moet sturen en dit ga ik krijgen van mijn RF receiver via interrupt. En als ik mijn dutycylce weet ga ik daarmee mijn bushels AC motor aansturen en die moet ik toch wel even uitleggen omdat ze niet helemaal werken zoals een normale motor. En dan ga ik mijn servo ook nog aansturen met de dutycylce die ik binnenkrijg van mijn Rf receiver. p2

3 1 Inleiding Samenvatting Blokschema Bespreking blokschema RF Bluetooth Schema Bespreking blokschema bluetooth Keuze componenten Actoren Servo Motor Rf transmitter en receiver Raspberry pi Raspberry pi Software Raspbian Python RF AM vs FM Gezondheid risico s Ontvangen Data RS Werking Signaalniveaus Aansluiting Code voor RS Pwm Variant PFM PWM op de RPi Lithium batterijen Servo Werking materiaal AC motor esc Esc werking p3

4 14.2 Clasificatie Werking Code Test code servo Test pogramma motor volledig programma met RF Serial communicatie over RS Test programma hc06 inlezen programma voor motor aansturen over bluetooth met hc Bluetooth besturing van motor en servo Prijsberekening Bronnen p4

5 3 Blokschema RF Schema Rf receiver Rf transmitter GND pwm batterij Raspberry pi batterij +5v Hardware pwm DMA pwm esc GND motor servo p5

6 3.1 Bespreking blokschema RF De Rf transmitter gaat een signaal omvormen naar gelang welke knop ik indruk. Die stuurt het door naar de Rf receiver. De raspberry is het brein van de schakeling. Dit gaat alle berekeningen doen en de Rf receiver inlezen via interrupt. Daarna gaat het de waardes aanpassen naar een waarde dat je kan doorsturen naar de ESC(elektronic speed control) met hardware pwm. Met DMA gaat het daarna de servo aansturen. Maar dit is niet zo nauwkeurig en laat de servo trillen en de motor. Dit komt doordat het software interrupt is en er geen hardware interrupt pin is op de raspberry pi. Daarom kan dit niet beter gedaan worden met de raspberry pi. Ik schakel daardoor over naar bluetooth. De motor is een brushless motor omdat het efficiënter en krachtiger is dan een gewone motor(brushed). Ook de levensduur is langer. p6

7 4 Bluetooth Schema Hc06 bluetooth 5V GND TX RX batterij Raspberry pi batterij +5v Hardware pwm DMA pwm esc GND motor servo p7

8 4.1 Bespreking blokschema bluetooth Ik ga met een app van app inventor naar de hc06 module 2 waardes doorsturen. Een voor mijn motor en een voor mijn servo. Dan gaat de raspberry pi, dit is het hart van mijn schakeling, alle berekeningen doen. De raspberry pi gaat de waardes aanpassen naar een waarde die kan doorgestuurd worden met hardware pwm naar de esc en met DMA naar de servo. De raspberry pi gaat dit uitsturen op de GPIO pinnen. En als de ESC (elektronic speed control) deze waarde binnenkrijgt dan bestuurt het een mijn brushless motor. De motor is een brushless motor omdat het efficiënter en krachtiger is dan een gewone motor(brushed).en ook een langere levensduur heeft. p8

9 5 Keuze componenten 5.1 Actoren Servo naam torque voltage prijs Track Star TS- 700MG Digital 1/5 Scale Truck/Buggy Steering Servo 33.33kg / 0.18sec / 145g 27.75kg.cm (4.8V) kg.cm (6.0V) v 19.44euro Turnigy DRFT /10th D-Spec Steering Servo 4.5kg / 0.10sec / 39g 3.5kg.cm (4.8V) - 4.5kg.cm (6.0V v 4.95 Futaba BLS274SV S.Bus 2 High Speed Brushless Servo 5.0kg / 0.05sec / 53g 4.4kgf.cm (6.6V)~5.0kgf.cm (7.4V) 6.0~7.4V euro Ik vond dat de eerste servo heel goed hij was vrij krachtig (torque)voor wat hij koste en daarom had ik voor deze gekozen.ook omdat de laatste veel te duur was en de voltage te hoog is.en de 2 de was niet krachtig genoeg. naam torque voltage prijs Parallax Inc 140 ma Servo Motor, 4 6 V 38 oz en dit is ongeveer 1 kg 4-6v euro Maar mijn servo die ik had aangekocht bij hobby King was defect maar ik wilde niet te lang wachten op een nieuwe servo dus ben ik gaan zoek achter een andere bij RS. Ik dacht eerst dat deze te zwak was maar mijn leerkracht zegde dat die wel sterk genoeg was dus ben ik van gedacht veranderd en heb deze gekocht. p9

10 5.1.2 Motor naam Constante stroom Toerental(per minuut) prijs Track Star 1/18th Scale 12T Brushless power System (5050kv) Turnigy Track Star Waterproof 1/8 Brushless Power System 2100KV/120A Turnigy Track Star Waterproof 1/10 Brushless Power System 3520KV/80A 18A 12T A / A / Het meeste uitleg vond ik over de 1ste motor.ook was het de goedkoopste want ik had ook al direct een veel duurdere batterij moeten kopen dan.en daarom heb ik gekozen voor de 1ste optie. Voor deze motor heb ik gekozen voor deze batterij. Lipo accupack 11.1v 2400mAh 20c Deze batterij was meer dan krachtig genoeg om mijn motor te voeden. p10

11 5.1.3 Rf transmitter en receiver naam channels Sensitivity prijs Turnigy GTX3 AFHDS 2.4ghz 3 Channel Radio System Hobby king GT2E AFHDS 2A 2.4ghz 2 Channel Radio System De Chanels waren belangrijk omdat ik er minimum 2 nodig had maar omdat deze alle 2 dezelfde nauwkeurigheid hadden heb ik voor de goedkoopste gegaan. p11

12 6 Raspberry pi De Raspberry pi is de naam van een minicomputer gebaseerd op een ARMprocessor die tegen een minimale prijs word gemaakt en verkocht. Deze is ontwikkeld op de universiteit van Cambridge(Verenigd Koninkrijk) en is bedoeld voor educatieve doeleinden. Maar naast de educatieve doeleinden kan de raspberry pi ook als een mediacenter dienen of een eenvoudige desktopcomputer. En de eerste raspberry pi werd gebouwd op 10 januari 2012 gestart. Maar het concept voor de raspberry pi ontstond al in 2006 met als doel kinderen kennis te laten maken met programmeren. 6.1 Raspberry pi 3 De raspberry pi die ik gebruik is de raspberry pi 3 die is iets sneller dan de raspberry pi 2 en er zit ook nog WI-FI op en Bluetooth. Hier op zit de wifi standaard n. En bluetooth4.1 dat weinig gebruikt van en energie. Er zit ook een SD slot op dit dien er voor dat je een images op een SD kaart kan zetten en van af daar u besturing systeem kan runnen. Deze raspberry pi heeft de zelfde vormgeving als de vorige raspberry pi en ook heeft het dezelfde header voor GPIO pinnen als de raspberry pi 2 omdat dit het gebruik vergemakkelijk als je al vertrouwd was met de raspberry pi 2. Er zijn 40 GPIO pinnen die zowel als input of al output gezet kunnen worden(general-purpose). Op sommige van deze pinnen kan met RS232,SPI en i2c laten werken. Op de raspberry pi 3 is ook nog een HDMI poort aanwezig als je het graag direct aan een beeldscherm wilt hangen. Maar er is ook nog een Ethernet poort aanwezig een audio jack en een composiet videopoort een camera interface en een display interface aanwezig. Het ethernet heef een snelheid van 100Mbps.De raspberry pi komt standaard met een 1GB RAM geheugen. De processor die er in zit is een A 1.2GHz 64-bit quad-core ARMv8 CPU. OOK is er een videokaart deze is de VideoCore IV 3D. p12

13 7 Software De Raspberry Pi werkt voornamelijk op Linux-kernel gebaseerde besturingssystemen. Linux is een open-source besturingssysteem, dit wil zeggen dat iedereen de broncode kan bekijken en bewerken. Het voordeel hiervan is dat een zeer grote community samenwerkt aan het onderhouden van Linux, hierdoor draait het zeer stabiel en is het zeer zuinig op processor gebruik. Men kan vele varianten van Linux op het SD-kaartje van de Raspberry Pi installeren zoals Ubuntu, RISC OS, Debian enz. De makers van de Raspberry Pi hebben ook een handige tool gemaakt die helpt bij het installeren van software. Deze tool noemt NOOBS (new out of the box software). Hieronder zie je een Linux stamboom, daarin staan alle verschillende varianten op de basis versie van Linux. Zoals je wel kunt zien zijn er eindeloos veel verschillende varianten, dit doordat Linux open-source is en iedereen zijn eigen versie kan maken. 7.1 Raspbian Op mijn Raspberry Pi draait een aangepaste versie van Debian, namelijk Raspbian, dit is een onofficiële port van Debian Wheezy Raspbian is geoptimaliseerd voor de Raspberry Pi en komt met meer dan verschillende pakketten voor alle functies op de Pi, hierdoor moet de gebruiker niet alles van het internet downloaden maar kan hij gewoon het gewenste pakket installeren vanaf het SDkaartje. Zo kan men bijvoorbeeld heel gemakkelijk I²C opstarten zonder verbinding te moeten maken met het internet om I²C-tools te downloaden. p13

14 7.2 Python Python is een high-level programmeertaal, dit wilt zeggen dat het een focus legt op de leesbaarheid van zijn code en de syntax is zo ontwikkeld dat men eenzelfde functie in minder lijnen kan schrijven dan in bijvoorbeeld C++ of Java. Zoals veel programmeertalen ondersteund Python imperatief, object georiënteerd, functioneel, multi-paradigm programmeren. Python werd ontworpen door Guido van Rossum in Amsterdam en verscheen voor het eerst in 1991 en heeft sindsdien veel verschillende versies gezien. De voornaamste waren Python 2.0, uitgekomen in 2000, en Python 3.0, uitgekomen in 2008, die allebei gigantische verandering meebrachten. Python 2.0 bracht veel nieuwe syntax met zich mee maar bleef wel compatibel met code geschreven in de originele Python. Toen Python 3.0 uitkwam bleek dat deze niet meer compatibel was met eender welke vorige versie van python, sindsdien zijn veel van de verbeteringen in Python 3.0 geëxporteerd naar Python 2.0 omdat de compatibiliteit met oudere code toch wel belangrijker bleek te zijn dan oorspronkelijk gedacht. p14

15 8 RF Radiofrequentie ( RF ) is een van de elektromagnetische golf frequenties die in het traject liggen uitstrekt van ongeveer 3 khz tot 300 GHz, die zich daaronder frequenties voor communicatie of radarsignalen. RF betreft doorgaans elektrische plaats mechanische trillingen. Echter, mechanische RF-systemen bestaan. Ze worden heel veel gebruikt in communicatietechniek om informatie over te brengen van een radiozender naar één of meerdere ontvangers. De zender zendt via een antenne de radiogolven uit, die na voortplanting door de ruimte opgevangen kunnen worden door de antenne van de ontvanger. De lengte van de antennes hangt af van het soort antenne en welke frequentie men wilt sturen of ontvangen. Lagere frequenties hebben een langere antenne nodig dan hogere frequenties. p15

16 8.1 AM vs FM Bij Radio Frequency kent men voornamelijk 2 methoden om data te versturen. Amplitudemodulatie (AM), hierbij gaat men de amplitude van het signaal regelen naargelang welke waarde men wilt doorsturen. Frequentiemodulatie (FM), hierbij gaat men de frequentie van het signaal aanpassen naargelang welke waarde men wilt doorsturen. Door deze data is de radiogolf niet exact 1 frequentie, maar meer een bepaald gebied dat wij frequentieband noemen. Tegenwoordig wordt vooral FM gebruikt. 8.2 Gezondheid risico s Er word beweerd dat sommige radio golven schadelijk zijn vooral lage RF golven of wanneer er grote vermogens worden gebruikt. De onderzoeken die hier naar gedaan zijn hebben geen concreet bewijs gevonden dat dit gevaarlijke zou zijn voor het menselijke lichaam. 8.3 Ontvangen Data De RF-ontvanger heeft 3 kanalen maar ik ga er daarvan slecht 2 gebruiken ook omdat mijn transmitter maar 2 kanalen uitstuurt. De raspberry pi gaat deze 2signalen dan inlezen via interrupt en met de tijd die tussen de stijgende en de dalende flank van de interrupt zit hun dutycylce bepalen. Als de signalen ingelezen zijn gaat de raspberry pi hier mee mijn motoren en mijn servo motoren aansturen. Maar ik heb echter ondervonden na veel proberen dat de raspberry pi dit niet nauwkeurig genoeg kan inlezen dit komt door dat de raspberry pi geen hardware matig interrupt bezit en dat de software interrupt altijd zoveel milliseconden verschilt. En ga ik hier voor een hc06 module gebruiken omdat hier dit probleem verdwijnt. p16

17 9 RS232 Voor mijn hc06 module in te lezen ga ik RS232 gebruiken omdat ik niet rechtstreeks met mijn gsm met de bluetooth van de raspberry pi kan verbinding maken omdat de app die ik heb geschreven met app inventor 2 hier geen verbinding mee kan maken. Het protocol RS-232 is ontworpen is voor seriële binaire datacommunicatie.rs- 232 werd gemaakt in 1969 in samenwerking tussen de Electronic Industries Association en Bell, later werden ook RS-232C en RS-232D uitgegeven. De letters RS staan voor het Engelse Radio Standard of Recommended Standard. Sinds het begin van de jaren 1990 is het beheer van de RS-standaarden overgenomen door ANSI/EIA/TIA. Formeel bestaat RS-232 dus niet meer maar in het algemeen spraakgebruik leeft de term voort. De tegenwoordige officiële naam van de standaard is ANSI/EIA/TIA-232-F. 9.1 Werking Signaalniveaus Bij het RS-232 protocol worden veel verschillende niveaus gebruikt ±3V, ±5V, ±10V,±12V en ±15V. Maar voor de raspberry pi gebruik ik TTl-niveau met een logisch 1 weergaven door 3.3V.omdat dit de hc06 uitstuurt en de GPIO van de Raspberry pi maar 3.3V kunnen inlezen of uitsturen. 9.2 Aansluiting Er zijn verschillende connectoren voor RS232 voor een pc heb je 9 pinnen nodig maar dit ga ik niet gebruiken. Ik heb er maar 3 nodig omdat ik met de raspberry pi werk maar dit is ook het geval bij ander microcontrollers. Van deze 3 is er een de transmitter TX dit moet aan de Receiver van het andere apparaat RX gehangen worden en de receiver moet aan de transmitter worden gehangen van het andere apparaat. Je kan ook een communicatie op zetten tussen computer p17

18 en microcontroller met de max232 maar omdat ik dit niet moet inlezen in de computer heb ik dit echter niet nodig. p18

19 9.3 Code voor RS232 Auto op Rf Voor de RS232 te gebruiken op de raspberry pi 3 moet je eerst 2 poorten wisselen er moet op serial 0 ttyama0 komen te staan en op serial 2 ttys0. Dit kan gedaan worden door eerst de blootvoets te stoppen en dan een paar regels gaan aan te passen in de cmdline.txt file en de config.txt file bij boot. En dan kan je RS232 gebruiken in python. p19

20 10 Pwm Bij PWM (puls breedte modulatie) stuurt men een blokgolf met een vaste frequentie, maar geen vaste puls breedte. Door nu de tijd te veranderen hoelang de spanning hoog is in de periode kan men gemakkelijk de gemiddelde spanning veranderen. De spanning heeft op zijn beurt dan weer invloed op het vermogen dat wordt geleverd aan de belasting: hogere spanning is meer vermogen, lagere spanning is minder vermogen. Dit is zeer nuttig want zo kunnen wij bijvoorbeeld een motor sneller of trager laten draaien. Bij PWM gebruikt men ook de term duty cycle, dit is de verhouding tussen de periode en de tijd waarin het signaal hoog is. Dus als we een periode hebben van 20 ms en we zetten we het signaal is 15 ms hoog en 5 ms laag dan hebben we 75 procent Variant PFM Een variant op PWM is PFM (pulsfrequentie modulatie), hierbij stuurt men een puls van vaste breedte tegen een gekozen frequentie. Door de frequentie te verhogen zal de gemiddelde spanning op de belasting toenemen. Net zoals bij PWM wilt dit dus zeggen dat de belasting meer vermogen zal krijgen. Verlaagd men echter de frequentie dan zal de gemiddelde spanning verlagen en minder krijgt de belasting minder vermogen PWM op de RPi Op de raspberry pi kan je op verschillende mogelijkheden pwm sturen de eerst is software pwm. Bij deze pwm gaan je de pwm signalen creëren door met delays te werken. Maar omdat we met delays werken is software PWM zeer belastend voor de processor, en in veel tijdsgevoelige toepassingen is dit niet gewenst. Dan heb je ook nog DMA dit kan worden gedaan met behulp van De RPi.GPIO libary en dit staan voor direct memory acces een software pwm opstarten dat veel minder belasten is voor de processor die ris een goede oplossing voor pwm signalen tussen 10-10khz,bij een frequentie hoger dan dit wordt het minder nauwkeurig. Maar de beste oplossing en de meest nauwkeurige is hardware pwm. Deze gaat volledig onafhankelijk van de processor werken en kan vrijwel elke frequentie nauwkeurig sturen. p20

21 11 Lithium batterijen Auto op Rf Een lithium-ion-polymeer-accu of kortweg Lipo-accu is een oplaadbare batterij. De batterij is een variant van de lithium-ion-accu. De Lipo-accu wordt met name in de modelbouw gebruikt vanwege het grote vermogen in verhouding tot het gewicht. Tevens hebben deze accu's een lage interne weerstand, waardoor ze een hoge stroom kunnen afgeven. De Lipo-cel heeft geen last van het geheugeneffect, zoals bij de NiCd-cel. Het laden van een Lipo-accu gaat vrij snel: in zo'n 1 à 1,5 uur is hij opgeladen. Wel is het belangrijk dat het opladen met de juiste lader gebeurt. Lipo-accu's kunnen bij verkeerd laden, waarbij de temperatuur aardig kan oplopen, in brand vliegen of exploderen. Er zijn dan ook speciale Lipo-celladers in de handel. In vergelijking tot NiCd- en NiMH-cellen kennen Lipo-accu's een kleine zelfontlading en kunnen ze maandenlang bewaard worden zonder noemenswaardig verlies van lading. Als men een Lipo-accu langdurig ongebruikt wil bewaren, is het beste om ze op 80-90% van de maximale lading te laden en ze koel te bewaren. Een Lipo-cel heeft een bronspanning van 3,7 volt, bijna drie keer zo hoog als die van NiCd- en NiMH-accu's. Bij het ontladen mag de spanning van een Lipo-cel niet onder de 3 volt komen, anders is de kans groot dat de accu daarna niet meer te laden is. Een belangrijke factor is de ontlaadsnelheid van de accu, deze wordt weergegeven met een C-waarde. Hoe hoger de C-waarde hoe sneller de batterij zijn lading kan afgeven. Stel dat de accu een C-waarde heeft van 20 en een capaciteit van 5000mAh dan zal deze tegen 100A kunnen ontladen (C-waarde * capaciteit = ontlaadsnelheid). De laatste belangrijke eigenschap is de capaciteit, deze geeft de energie weer dat de accu kan afgeven in mah. De capaciteit hangt af van de grote van de gebruikte cellen en/of er cellen in parallel zijn geschakeld. Lipo-accu s komen in veel verschillende capaciteiten voor veel toepassingen, voor mijn eindwerk gebruik ik een Lipo met volgende specificaties: 3S, 20C, 5000mAh. p21

22 Het grootste voordeel van een Lipo-accu is zijn relatief lichte gewicht tegenover andere types batterijen. Zo kan een Lipo tot 2 maal lichter zijn voor eenzelfde capaciteit in bv.: een NiCd batterij. Een nadeel van Lipo-accu s is dan weer dat ze op een correcte manier opgeladen moeten worden. Lipo s hebben namelijk buiten een + en een draad ook een Jstconnector die men in de oplader moet steken. De Jst-connector wordt gebruikt om elke cel tot het juiste niveau op te laden, als men dit niet zou doen, dan zou de Lipo-accu ongebalanceerd geraken, met sommige cellen op het verkeerde spanningsniveau. p22

23 12 Servo 12.1 Werking Een servo motor (servomechanisme),is een apparaat om automatisch een mechanisch systeem te regelen, zonder directe mechanische verbinding. Een servo wordt veel gebruikt van de cruise control van een auto tot modelbouw. De meeste servomotoren kunnen draaien van 0 graden tot 180 sommige draaien ook tot 360 of zelf meer. Alle sevo s hebben 3 draden een zwart of bruinen voor de ground een rode voor de stroom en een wit,geel of oranje waar dat u signaal doorkomt. De meeste sevo s hebben een tijdbasis van 1-2 ms echter mijn servo heeft een tijdbasis van 0.75 tot 2.25 ms. En een periode van 20 ms materiaal Er 4 materialen gebruikt voor sevo s Nylon, Karbonite,Metaal,Titanium waar bij Nylong Gear het meeste gebruikt worden. Omdat zijn zeer glad met weinig of geen slijtage factoren. Ze zijn ook heel licht, maar ontbreekt duurzaamheid en sterkte. Karbonite versnellingen zijn relatief nieuw op de markt. Zij bieden bijna 5 keer de sterkte van nylon tandwielen en ook een betere slijtvastheid. Cyclus tijden van ruim zijn waargenomen met deze toestellen met vrijwel geen slijtage. Servo's met deze versnellingen zijn duurder, maar wat je krijgt in duurzaamheid is meer dan geëvenaard. Metal gears zijn rond voor bepaalde tijd nu geweest. Hoewel de zwaarste en met de hoogste mate van slijtage van alle soorten vistuig, bieden ze ongelooflijke kracht. Met een metaal uitgaande as, kunnen zijdelingse belasting veel groter zijn. Ooit had een nylon uitgaande as crack? Ik heb. In toepassingen die rond zijn Jarred, metalen tandwielen zijn het beste. Helaas, als gevolg van slijtage, metalen tandwielen zal uiteindelijk ontwikkelen geringe speling in het tandwiel-trein. Nauwkeurigheid zal langzaam verloren. Titanium tandwielen zijn gewoon geweldig. Vrijwel geen slijtage na jaren van gebruik en 48 keer sterker dan Nylon versnellingen. Als uw aanvraag is kritisch en je niet kan veroorloven een hogere versnelling mislukking, Titanium is de weg te gaan p23

24 13 AC motor Een borstelloze elektromotor, ook wel ECM (afkorting van Electronically Commutated Motor) genoemd, is een elektromotor zonder koolborstels, waarin de commutatie elektronisch verzorgd wordt. Deze motoren worden vooral toegepast in de modelbouw. Naast de gelijkstroommotor met de windingen op de rotor, zijn er ook uitvoeringen waarbij de windingen op de behuizing of stator zijn geplaatst en de magneten op de rotor. Er zijn dan geen koolborstels meer nodig, waardoor vonkvorming en slijtage voorkomen wordt. Wel is het 'nog steeds' nodig de windingen op het juiste moment een stroom te laten dragen om een resulterend koppel te kunnen genereren. Dit wordt gedaan met elektrische commutatie, vaak met een Hall-sensor die de positie van de rotor meet en de elektronica aanstuurt die de juiste polariteit op de windingen zet. Het zijn geïntegreerde oplossingen, waardoor een borstelloze motor net zo gemakkelijk als een gelijkstroommotor kan worden aangestuurd. De stator is hier 3-fase gewikkeld, zo kunnen we een magnetisch veld opwekken om de rotor te laten draaien. De rotor bestaat uit permanente magneten met afwisselen noord- en zuidpolen. Brengen we op het juiste moment de juiste spoel onder spanning dan zal de rotor beginnen draaien. De rotor begint te draaien door de aantrekking van tegenovergestelde polen van de rotor en het magnetisch veld van de stator. p24

25 14 esc 14.1 Esc werking esc de elektronisch snelheidregeling het doel van de esc is de snelhied en de richting van de elektromotor (ac) aan te passen het zorgt ook nog voor veel soepeleree en nauwkeurigere variatie van de motorsnelheid ook heeft de esc over het algemeen een frequentie van 50 hz en een pulsbrede variatie van 1 tot 2 ms. De toepassing waarvoor ik dit ga gebruiken is voor mijn ac motor aantesturen. Dit gaat een 3 fase wisselspanning sturen zodat u motor gaat draaien tegen een bepaalde snelheid Clasificatie Esc worden ook gekwalificeerd naar hoeveel stroom ze kunnen leveren. Hoe zwaarder de klasse van de esc hoe meer vermogen het kan leveren en hoe sterker het zal zijn. En met de klasse van de esc kan je bepalen welke batterij u gaat nodig hebben. Er staat dan op de esc met hoeveel cellen het kan wereken. En als er bevoorbeel 2-3 cellen opstaat dan kan de esc ook niet werken met minder dan 2 cellen maar ook niet met meer Werking Een ESC gaat 6 mosfet s schakelen, 2 per fase. Hij schakelt 4 mosfet s tegelijk zodat er altijd 2 fasen onder spanning staan, de laatste fase gaat de ESC gebruiken om de positie van de rotor te bepalen. Omdat de laatste fase niet wordt aangestuurd is dit in essentie een spoel in een magnetisch veld, naargelang de positie van de rotor wordt hierin dus een stroom opgewekt en zal de ESC de positie van de rotor kunnen bepalen. Daardoor weet de ESC wanneer hij de volgende fase moet aansturen om de rotor in beweging te houden. Door de mosfet s sneller of trager te schakelen kan men de snelheid van de motor regelen. De ESC bepaald hoe snel de motor moet draaien aan de hand van een PWM-signaal dat hij binnenkrijgt van een externe bron, in ons geval de Raspberry Pi. Ik kan ook omdat mijn esc werkt met een battery illimanithing circuit werkt kan ik met mijn esc mijn receiver of mijn srervo voeden zonder tussenkomst van de raspberry pi. p25

26 15 Code 15.1 Test code servo import wiringpi2 as wiringpi from time import sleep wiringpi.wiringpisetupgpio() wiringpi.pinmode(18,2) wiringpi.pwmsetmode(0) wiringpi.pwmsetclock(192) wiringpi.pwmsetrange(2000) hoek= 0 try: while True: hoek =(float(raw_input("geef de hoek : "))) tijd = (float(0.75 +(hoek* ))*100) wiringpi.pwmwrite(18,int(tijd)) except KeyboardInterrupt: wiringpi.pwmwrite(18,0) 15.2 Test pogramma motor import wiringpi2 as wiringpi from time import sleep wiringpi.wiringpisetupgpio() wiringpi.pinmode(18,2) wiringpi.pwmsetmode(0) wiringpi.pwmsetclock(192) wiringpi.pwmsetrange(2000) duty= 0 try: while True: duty =(float(raw_input("geef de dutycycle : "))) tijd = (float(1 +(duty*0.01))*100) wiringpi.pwmwrite(18,int(tijd)) except KeyboardInterrupt: wiringpi.pwmwrite(18,0) p26

27 15.4 volledig programma met RF import RPi.GPIO as GPIO import time import wiringpi2 as wiringpi start_time = 0 GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(11,GPIO.IN) GPIO.setup(12,GPIO.IN) wiringpi.wiringpisetupgpio() wiringpi.pinmode(18,2) wiringpi.pwmsetmode(0) wiringpi.pwmsetclock(192) wiringpi.pwmsetrange(2000) z=15 def timer(channel): global start_time,x,y,duty,cycle,z if(gpio.input(11)): x=1 start_time = time.time() else: if x==1: y=time.time() - start_time y=y*10000 print y x=0 z=y-z z=abs(z) if z>0.3: if y<15.5 and y>14.5: duty=50 else: y=round(y,2) print y duty=int((y*10)-100) print duty cycle = (float(1 +(duty*0.01))*100) print cycle wiringpi.pwmwrite(18,int(cycle)) z=y else: print 'skip' p27

28 GPIO.add_event_detect(11,GPIO.BOTH,callback=timer) try: while True: time.sleep(1) except KeyboardInterrupt: wiringpi.pwmwrite(18,int((1 +(50*0.01))*100)) GPIO.cleanup() p28

29 15.5 Serial communicatie over RS232 import serial Test programma hc06 inlezen serialport = serial.serial("/dev/ttyama0", 9600, timeout=0.5) motor=50 servo=90 servo=1 while True: motor = serialport.read() servo = serialport.read() motor = ord(motor) servo = ord(servo) print 'motor' print motor print 'servo' print servo p29

30 programma voor motor aansturen over bluetooth met hc06 import serial import wiringpi2 as wiringpi from time import sleep wiringpi.wiringpisetupgpio() wiringpi.pinmode(18,2) wiringpi.pwmsetmode(0) wiringpi.pwmsetclock(192) wiringpi.pwmsetrange(2000) serialport = serial.serial("/dev/ttyama0", 9600, timeout=0.5) motor=1 servo=1 try: while True: motor = serialport.read() servo = serialport.read() motor = ord(motor) servo = ord(servo) print 'motor' print motor print 'servo' print servo tijd = (float(1 +(motor*0.01))*100) wiringpi.pwmwrite(18,int(tijd)) except KeyboardInterrupt: wiringpi.pwmwrite(18,50 p30

31 15.6 Bluetooth besturing van motor en servo import serial import wiringpi2 as wiringpi from time import sleep import RPi.GPIO as GPIO GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setwarnings(False) GPIO.setup(4,GPIO.OUT) p = GPIO.PWM(4,50) p.start(7.5) wiringpi.wiringpisetupgpio() wiringpi.pinmode(18,2) wiringpi.pwmsetmode(0) wiringpi.pwmsetclock(192) wiringpi.pwmsetrange(2000) serialport = serial.serial("/dev/ttyama0", 9600, timeout=0.5) command=1 command2=1 try: while True: servo = serialport.read() motor = serialport.read() servo = ord(servo) motor = ord(motor) print 'motor' print motor print 'servo' print servo tijd = (float(1 +(motor*0.01))*100) wiringpi.pwmwrite(18,int(tijd)) dutycycle=float(((1./24.)*servo)+3.75) print dutycycle p.changedutycycle(dutycycle) except KeyboardInterrupt: wiringpi.pwmwrite(18,(1+(50*0.01))*100) p.stop() GPIO.cleanup() p31

32 16 Prijsberekening naam product product id prijs Metaalfilmweerstand +-1% 4.7 K ohm 4K7 / 0,64 Kwaliteit mini broodplank/breadboard 8.5 CM x 5.5 CM / 1, gaten 390 ohm 1/4 W 390R Metaalfilmweerstand 390ohm 0.25 W 1% ROHS / 0,75 Hoge kwaliteit Raspberry pi 2 GPIO Kit T Type GPIO Extension Board + Broodplank + GPIO adapter Kabel ondersteuning Raspberry pi 3 model B Hsp onderdelen 1/10 rc auto steering servo saver compleet zilveren 5,76 / 5,9 Hobbyking GT2E AFHDS 2A 2.4ghz 2 Channel Radio System TrackStar TS-700MG Digital 1/5 Scale Truck/Buggy Steering Servo 33.33kg / 0.18sec / 145g TrackStar 1/18th Scale 12T Brushless power System (5050kv) , , ,95 chassis van legotechnic 44,99 verzendings kosten 28,21 totaal in eruo 163,87 p32

33 17 Bronnen RS-232 code RS Raspberry pi pwm python Raspberry pi Raspberry pi b.html?ref=170727&label=22723-agi asi &gclid=ci2b5aowutecfveo0wodpl4aya#product_specifications Raspberry pi gezondheid RF _gevaar_voor_de_volksgezondheid_15_minuten_die_uw_leven_veranderen._(up d) Raspberry pi GPIO hc06 ontvanger/ /?country=be&referrer=advnlgoo g S esc p33

34 brushless ac motor code code RF component motor component servo motor componenten servo motor componenten servo servo p34