Infos techniques pour les TPE et PPE

Tableau des E/S des différents systèmes à base de 68HC11
Robot	Entrée	Sortie	Affectation
HEXAPODE II avec le 68HC11F1	A7		Récepteur HF 41Mhz
HEXAPODE II avec le 68HC11F1		A0,A1,A2,A3,A4, A5 B0,B1,B2,B3,B4, B5	Commande des 12 servos moteurs -> Mettre résistance de rappel sur B0 à B5
BASE 5AAKT avec carte robotF1		A4, A5	Commande des 2 servos modifiés
Pince 5 axes avec carte 68HC11F1 12mhz		A0 à A5	Commande des 6 servos Mettre résistance de rappel sur les sorties Out4 à Out8
AROBOT Avec carte 68HC11E0	A7		Récepteur 41Mhz
		A4, A5	Commande servo direction et autre (caméra ...)
		B3, B4	Commande moteur à cc (propulsion)
	A1 , A2		Antenne

Informations pour l'alimentation des robots
Robot	Alimentation	Caractéristique	Remarque
HEXAPODE II avec le 68HC11F1 (16Mhz)	6V pour les servo	Alimentation indépendantes , masses reliées. 1 interrupteur pour carte 68Hc11 et 1 interrupteur pour alimentation moteur et servomoteurs Découpler les alimentations et le moteur à CC.	On pourra tirer 2 fils d'alim pour les tests (et économiser les piles)
	12V pour la carte 68HC11
BASE 5AAKT avec carte robotF1	6V pour les servos 12V pour la carte robotf1
Pince 5 axes avec carte 68HC11F1 12Mhz	6V pour les servos 12V pour la carte f1
AROBOT Avec carte 68HC11E0	Alimentation 6V pour les servo et le récepteur
	Alimentation 12V pour le moteur à CC Alimentation 12V pour le controlboy3

Schémas structurels divers proposés
(Attention : les valeurs sont indicatives et nécessiterons des ajustements lors des tests)

Interface moteur Hacheur 4 quadrants (à réaliser et à tester par les TS)

Note : les transistors T5 et T6 pourront être supprimés si on utilise les sorties darlington de l'ULN2803 (portB).
Dans ce cas on connecte directement les sorties du portB (B3 et B4) sur PT1 et PT2

Un servo moteur est un moteur à courant continu avec réducteur (engrenages) et une électronique de commande intégrée qui permet d'asservir en rotation l'arbre moteur (en sortie) : en fonction normal, il suffit d'envoyer une impulsion d'une largeur déterminée (entre 1 et 2ms) pour que l'axe tourne d'un angle déterminé:

Par programmation du microcontrôleur, il est possible de générer ce signal directement sur une sortie.
L'algorithme (le plus simple) est le suivant :

Mais ce programme n'est guère performant car il mobilise tout le temps machine pour 1 seul malheureux servo.
On peut faire beaucoup mieux en travaillant sous interruption du microcontroleur.

Programme principal
Répéter
   (ici , vous traitez vos E/S ou ce que vous voulez)

Toujours

Programme interruption (déclenchée toutes les 20ms par timer)
      Mettre A0 à 1
       temporiser n
       Mettre A0 à 0
Fin interruption

En paramétrant correctement votre microcontrôleur, toutes les 20ms le programme principal sera interrompu par la routine d'interruption qui va envoyer votre impulsion sur la sortie A0 du portA . Pendant tout le reste du temps, votre programme principal pourra exécuter d'autre tâches (gestion des obstacles, cycle de déplacement ...)

Comment faire pour gérer 2 servo ou plus ?
On pourrait s'amuser à répéter les instructions à l'intérieur de l'interruption :

Programme principal
Répéter
   (ici , vous traitez vos E/S ou ce que vous voulez)

Toujours

Programme interruption (déclenchée toutes les 20ms par timer)
      Mettre A0 à 1 (servo 1)
       temporiser n
       Mettre A0 à 0

     Mettre A1 à 1    (servo 2)
     temporiser n2
     Mettre A1 à 0

   .... ETC ...

Fin interruption

La durée de l'interruption s'allonge d'autant plus qu'il y aura de servo. La limite théorique est 10 servos (2*10 = 20ms) mais vous mangez tout le temps machine ! (vous n'avez plus le temps de faire autre chose, le micro est en permanence sous interruption !)
Cette solution est acceptable pour 2 servos mais pas plus. (durée interruption = 4 à 5ms max)

Comment faire alors pour gérer les 6 servos de la pince 5 axes ou encore les 12 servos moteurs de l'HEXAPODE II et avoir encore beaucoup de temps machine de disponible ?
La solution est soit d'utiliser 1 ou 2 circuits spécialisé (ref : Mic800 ou FT 639 dispo chez sélectronic ) mais encore faut-il le gérer en envoyant les ordres sous forme de mot série, soit utiliser le programme (du prof) qui permet la gestion de 12 (ou plus) servo moteur sur n'importe quel port . Cette solution présente l'avantage de simplifier l'électronique (pas de circuit annexe à rajouter).
Cliquez ici pour télécharger le programme en basic11 (avec une partie en assembleur)
(note : La version proposée est une version provisoire qui permet de gérer 12 servos avec une précision de 6 degrés sur un 68Hc11F1 16Mhz. 15% du temps machine est occupé. La prochaine version devrait être beaucoup plus performante avec une précision inférieur au degré et 5% du temps machine occupé en utilisant le registre TOC2...)

Pour les condensateurs de découplage C1 et C2, prendre les valeurs disponibles au labo (entre 10 et 100uF)
Prévoir sur le bornier plusieurs points de masse et d'alim afin de faciliter les connections futures (capteurs, récepteur ou autres éléments supplémentaires)
L'interrupteur T1 sera fixé près du bornier et permettra de couper l'alimentation des moteurs . La carte F1 possède son propre interrupteur pour l'alim 12V

Les relais à utiliser sont des relais de puissance commandés en 5V et pouvant commuter plusieurs ampères (voir les relais disponibles au labo)
On placera des condensateurs de filtrage aux bornes du moteur et aux bornes du transistor (élimine les parasites et autres problèmes liés aux phénomènes d'induction électromagnétique des bobinage du moteur)
L'absence de condensateur peut entraîner la destruction du transistor T, la détérioration prématurée des contacts des relais, sans compter le plantage du 68HC11
Les sorties B3 et B4 (PORTB du controboy) sont des sorties transistors à "collecteur ouvert " (issues de l'ULN2803)
Attention : Le courant drivé est de 500mA max, il faut donc vérifier que la résistance des relais est supérieur à 20ohms. (5V/20 = 250mA par relais)

Prévoir un bornier pour l'alimentation des servos (même style que projet 5AAkt) et condos de découplage

Hexapode 2
Prévoir un bornier pour l'alimentation des servos (même style que projet 5AAkt) et condos de découplage.
Câbler le réseau de résistances "de rappel au Vcc" pour le port B (bufférisé par l'uln 2803).
Note : L'hexapode sera piloté à terme par radio commande (récepteur connecté à l'entrée A7 du 68HC11), mais la priorité est de programmer les diverses séquences de base (avance, reculer, tourner à droite et à gauche).

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