Prezentujemy pełny opis kontrolera serwomechanizmów z którego korzystamy na naszych makietach. Do tej pory powstało ponad 80 sztuk. Dzięki załączonym materiałom możesz spróbować samodzielnie wykonać podobne urządzenie.
Opis
Układ przeznaczony jest do kontrolowania pracy serwomechanizmów. Umożliwia obrót ramienia serwa pomiędzy dwiema ustalonymi pozycjami ze stałą prędkością.
Ustalenie skrajnych pozycji odbywa się przy użyciu dwóch zabudowanych potencjometrów. Odpowiadają one odpowiednio za skrajne lewe i prawe wychylenie ramienia. Ustalenie tej samej wartości na potencjometrach nie ma sensu i skutkuje zablokowaniem ruchu.
Układ dedykowany jest do kontrolowania pracy serw napędzających rozjazdy. Posiada zabudowany przekaźnik służący do spolaryzowania szyn przy krzyżownicy rozjazdu.
Zmiana polaryzacji następuje dokładnie w chwili przekroczenia połowy ustalonego zakresu ruchu serwa.
Obsługa
Do kontrolowania pracy ukladu konieczne jest wpięcie przełącznika lub przycisku (zależnie od wybranej wersji oprogramowania układu).
W przypadku wersji bistabilnej B wyzwolenie ruchu serwa odbywa się przez pojedyncze naciśnięcie podłączoznego przycisku.
W przypadku wersji monostabilnej M wyzwolenie ruchu serwa odbywa się przez trwałe ustalenie pozycji przełącznika (zwarcie/rozwarcie).
Przycisk lub przełącznik należy podłączyć za pomocą 6-pinowego złącza tuż przy przekaźniku tak, zby zwierał piny 2 i 3.
Przekaźnik zmienia swój stan na przeciwny dokładnie w momencie kiedy serwo osiąga połowę zadanego zakresu ruchu.
Opis wyprowadzeń złącza (w kolejności występowania w przewodzie 6 żyłowym):
1 – czarny – Napięcie zasilania (+5V) o niskim prądzie maksymalnym.
2 – biały – sygnał wyzwalający ruch serwa.
3 – zielony – Napięcie zasilania (GND) o niskim prądzie maksymalnym.
4 – fioletowy – wyprowadzenie z przekaźnika, zwierane z niebieskim (5) lub czerwonym (6)
5 – czerwony – wyprowadzenie z przekaźnika.
6 – niebieski – wyprowadzenie z przekaźnika.
Żarówka zabezpieczająca
Dla dodatkowego zabezpieczenia, w układ zasilania torów można włączyć żarówkę 12V 5W. Dzięki niej w chwili zwarcie przez metalowe koło taboru dzioba krzyżownicy rozjazdu z inną szyną, różnica potencjałów odłoży się na żarówce.
Układ przystosowany jest do wpięcia żarówki samochodwej typu W5W.
Aktywność zabezpieczenia ustawiana jest przy pomocy zworki przy złączu żarówki. Pozycje zworki:
– bliżej środka płytki – aktywna
– bliżej obrysu płytki – nieaktywna
Podłączenie serwomechanizmów
Serwomechanizmy należy podpiąć do złącz na płytce uwzględniająć odpowiednią kolejność wyprowadzeń.
Dla wersji 4 (patrząc od strony otworu montażowego)
– biały/żółty (sygnał)
– czerwony (+5V)
– brązowy/czarny(GND)
Dla wersji 3 (patrząc od strony otworu montażowego)
– brązowy/czarny(GND)
– czerwony (+5V)
– biały/żółty (sygnał)
Wartości skrajne
Układ wymaga zasilania napięciem stałym 5V.
Wymiary po zmontowaniu: 50x39x13 [mm]
Maksymalny prąd mogący płynąc przez styki przekaźnika do 1A
Maksymalny napięcie na stykach przekaźnika: 30V DC
Schemat ideowy ukladu
Układ bazuje na mikrokontrolerze z rodziny AVR ATTiny85. Głównym elementem wykonawczym jest przekaźnik typu HFD27 sterowany poprzez tranzystor NPN. Nie posiada układu stabilizacjącego napięcia zasiania. Wyjście sygnału sterującego serwomechanizm jest wzbogacone o prosty filtr redukujący zakłócenia.
Samodzielne wykonanie
Wbrew pozorom jest z tym trochę roboty. W materiałach znajdują się pliki Greber i NC Drill. Służą one obrabiarkom cyfrowym w firmach płytkarskich do produkcji płytek. Samodzielne wykonanie płytki drukowanej wymaga specjalnej uwagi, gdyż płytka jest dwustronna i zawiera sporą liczbę przelotek wymagających galwanizacji. Gdy zamówimy i otrzymamy gotową płytkę drukowaną, montujemy układ. Aby zminimalizować wymiary płytki, część komponentów występuje w wersji SMD czyli do montażu powierzchniowego. Lutowanie takich elementów wymaga odrobiny wprawy i dobrej lutownicy.
Dobrze jest zamocować mikrokontroler w podstawce. Dzięki temu będzie można łatwo go wymienić gdyby zaszła taka potrzeba. Po za tym mikrokontroler wymaga wgrania do niego odpowiedniego programu. Wykonuje się to przy użyciu specjelanego programatora ISP. Plik programu (HEX) można pobrać poniżej.
Lista elementów
| LP | Komponent | Obudowa | Ilość |
| 1 | ATtiny85 DIL 08 | DIL-08 | 1 |
| 2 | Podstawka DIL 08 | DIL-08 | 1 |
| 5 | HFD27-S005 | 1 | |
| 6 | Złącze ARK3 r=5mm | 1 | |
| 7 | Złącze ARK2 r=5mm | 2 | |
| 8 | Pot A 100kOhm CAV9 | 2 | |
| 9 | Kon 220uF 16V | Axial | 1 |
| 10 | Tran. BC817 smd | SOT-23 | 1 |
| 11 | R 1k5 smd 0805 | 0805 | 1 |
| 12 | C 100nF | 0805 | 4 |
| 13 | D 1N4001 | Okr. 1208 | 2 |
| 14 | Tulejka izolowana | 5 | |
| 15 | Wkręt M3 6mm | 2 | |
| 16 | Dystans metalowy z nóżką M3x10x8 | 2 | |
| 17 | Wtyk wannowy 6pin | 1 | |
| 18 | Gniazdo wtyku wannowego 6pin | 1 | |
| 19 | goldpiny | 1x40pin | 1 |
| 20 | R 47 smd 0805 | 0805 | 1 |
| 21 | D 1N4841 | 1 |
Znane problemy
- W układzie brakuje diody prostowniczej wpiętej równolegle z cewką przekaźnika. Jej zadanim powinno być „tłumienie” impulsów napięcia wystepujących na cewce bezpośrednio po odcięciu napięcia sterującego i w ten sposób ochrona tranzystora sterującego przed ewentualnym uszkodzeniem.
Pliki do pobrania
Pakiet plików zawiera materiały umożliwiające wykonanie układu w wersji 4.
- Schemat układu (PDF)
- Pliki Greber (ZIP)
- Program do mikrokontrolera (ZIP)