Letzter Schritt vor Atmel-Austausch?

Nachdem nun bereits PWM sicher auf dem Atmel-Nachfolger STM32F4 funktioniert, wurde als nächstes der AD-Wandler implementiert. Hier galt es den Spannungsteiler anzupassen, damit das STM-Board nicht mehr als 3,3 Volt an den Eingangs-Pins erhält – und natürlich überhaupt den Code für den AD-Wandler für den ARM-Prozessor zu implentieren. Eine Besonderheit dabei ist DMA (Direct Memory Access).

Der STM32F4-Prozessort unterstützt mehrere DMA-Streams mit jeweils mehren Kanälen. Das bedeutet, man gibt in seinem Sourcecode unter anderem eine Speicheradresse innerhalb der CPU an, die sozusagen direkt mit dem Inhalt einer Variable verbunden wird. Das heißt, man aktiviert zum Programmstart einmalig die AD-Wandlung die danach kontienuierlich im Hintergrund läuft, ohne Interrupt, while-loops oder ähnliches. Der aktuelle Wert der Analog-Digital-Wandlung liegt jederzeit abrufbereit in der gewünschten Variable. Und durch DMA auch noch ohne die CPU zu belasten! Man kann sich an dieser Stelle durchaus fragen, warum Leute noch Atmel-Prozessoren verwerden…

Ach so, die Wandlung wird auf dem Roboter benötigt, um die Akku-Spannungen zu überwachen. Das heißt, die 24 Volt und die 12 Volt gehen „in den Spannungsteiler hinein“ und landen dann zum Messen am Pin des STM42F4-AD-Wandlers.

Hier wie immer die Fotos der Tests. Als erstes das übliche Steckbrett mit einer der zu überwachenden Spannungen (hier 24 Volt):

Hier das „Ergebnis“ wie es „in den Port“ des AD-Wandlers rein geht (wie gesagt, nicht mehr als 3,3 Volt!):

 
In diesem Bild sieht man, dass es 2,85 Volt für den AD-Wandler ergibt. Hintergrund ist, dass zwei 12 Volt-Blei-Gel-Akkus eine Spannung >24 Volt aufweisen. Darum wurde der Spannungsteiler so gewählt, dass maximal 25 Volt am Eingang anliegen, welches im Programm dann dem Dezimalwert 4095 entspricht.

Als letztes noch die verwendete Schaltung (leider etwas unscharf) mit Z-Diode zum Schutz des Ports:

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Test der RGB-LEDs mittels PWM

 Nachdem die Motoren des Roboters erfolgreich mit dem noch recht neuen STM-Board über PWM angesteuert wurden, musste nun noch ein Test mit den RGB-LEDs erfolgen. Hier war nicht die Frage, ob PWM funktioniert, sondern viel mehr, ob die 3,3 Volt Pegel einwandfrei mit den Optokopplern funktionieren. Die Optokoppler sind nämlich hier nötig, da die RGB-LED-Streifen mit 12 Volt angesteuert werden. Das Ergebis war aber erfreulich:

  

Übrigens die im Bild verwendeten Kabel zum Verbinden des STM-Boards habe ich bei Watterott bestellt.

Und wen es interessiert, wie die LED-Streifen angesteuert werden:

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Motortest mit STM-Board über die serielle Schnittstelle

 Mittlerweile wurde der Sourcecode vervollständigt, um alle vier Motoren per PWM und mit den jeweiligen Portbits anzusteuern. Hierzu die Fotos wo die Ansteuerung über den seriellen Port erfolgt:

Hier im linken Bild rechts unten sieht man die (rote) Platine, welche die USB-Verbindung zum steuernden Rechner darstellt. Von hier aus werden (gerade in einem Terminal-Programm) die seriellen Befehle gesendet. Das USB-Kabel am STM-Baord dient nur zur Stromversorgung (und zum Flashen):

   

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PWM Ergänzung

 Hier noch ein paar ergänzende Fotos zum hier beschriebenen PWM-Test mit dem STM32F4 DISCOVERY Board:

    

Kleiner Tipp noch für das Testen: Es schadet nicht, die verschiedenen Spannungen an den Kabeln zu beschriften.

 

Abschließend möchte ich hier noch ergänzen, dass es mir nicht gelungen ist, die Timer 1 und Timer 8 (TIM1 & TIM8) sowie die Timer 9 bis 14 bei gleichem Sourcecode dazu zu bewegen, die gleiche PWM-Frequenz auszugeben. Aus einem mir noch nicht klaren Grund, waren diese Timmer immer doppelt so schnell. Es funktionierte nur mit den „General-purpose timers (TIM2 to TIM5)“ einwandfrei. Die erste Vermutung, dass es teils 32-Bit- und teils 16-Bit-Timer bestätigte sich nicht. Wenn jemand einen Tipp hat, gerne als Kommentar hinterlassen!

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