ARDUINO на замену КИРПИЧУ

[Alexandro]

теперь разобрался, спс!
частота таймера в void setup ставится ?
скетч под энкодер не пришлете заодно?
стоит ли инерцию двигателя изображать программно ?

[BNSF9399]

скетч под энкодер не пришлете заодно?

Энкодер по хорошему через прерывания нужно делать. Но у UNO только два прерывания на входах D2 и D3, а D3 моторшилд использует под ШИМ.
Можно, конечно, на второй мост переделать, тогда и с прерываниями можно намутить.
Если питать все от 12 вольт, то как есть. Если питание рельс больше 12 вольт, то на моторшилде нужно перерезать перемычку Vin



Оба файла положить в папку dc
dc_config.h

Код: [Выделить]

#define TRACK_POWER_PIN 3 // PWM выход сигнала
#define TRACK_DIR_PIN 12 // вход направления движения
#define TRACK_AMP_PIN A0 // вход контроля тока
#define TRACK_MAX_AMP 700 // максимальное значение на выходе контроля тока (0-1024)
#define ENCODER_BUTTON_PIN 2 // вход кнопки энкодера
#define ENCODER_A_PIN 4 // вход сигнала энкодера А
#define ENCODER_B_PIN 5 // вход сигнала энкодера Б
#define DIRECTION_SWTCH_PIN 7 // вход переключателя направления движения
#define POWER_BUTTON_PIN 10 // вход кнопки включения/выключения
#define POWER_LED_PIN 6 // выход светодиода индикации включения питания
#define START_ENCODER_POS 3 // значение энкодера для положения 1 ("стартовое напряжение", 1-24)

dc.ino

Код: [Выделить]

#include "dc_config.h"
#include <Bounce2.h>

unsigned char encA; // состояние энкодера А
unsigned char encB; // состояние энкодера Б
unsigned char lastA = 0; // последнее состояние энкодера А
int FwdRev = 0; // направление вращения энкодера: 0 против часовой, 1 по часовой
int encoderPos = 0; // текушее положение энкодера
int scaled = 0; // значение положения энкодера приведенное в диапазон 0-255 для PWM
byte trackPWR = 0; // питание рельс: 0-выключено, 1 включено

unsigned long currentTime; // текущее время
unsigned long loopTime; // пследнее время выполнения цикла считывания состояния энкодера
int dir = 0; // направление движения: 0 вперед, 1 назад

Bounce pwrBouncer;
Bounce encBouncer;
Bounce dirBouncer;

void setup() {
  TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000110;
  pinMode(ENCODER_A_PIN, INPUT);
  pinMode(ENCODER_B_PIN, INPUT);
  pinMode(DIRECTION_SWTCH_PIN, INPUT);
  pinMode(POWER_BUTTON_PIN, INPUT);
  pinMode(TRACK_POWER_PIN, OUTPUT);
  pinMode(TRACK_DIR_PIN, OUTPUT);
  pinMode(POWER_LED_PIN, OUTPUT);
  currentTime = millis();
  loopTime = currentTime;
  digitalWrite(TRACK_POWER_PIN, LOW);
  digitalWrite(TRACK_DIR_PIN, LOW);
  pwrBouncer = Bounce();
  pwrBouncer.attach(POWER_BUTTON_PIN);
  pwrBouncer.interval(5);
  encBouncer = Bounce();
  encBouncer.attach(ENCODER_BUTTON_PIN);
  encBouncer.interval(5);
  dirBouncer = Bounce();
  dirBouncer.attach(DIRECTION_SWTCH_PIN);
  dirBouncer.interval(5);
}

void loop() {
  currentTime = millis();
  if(encBouncer.update()){
    if(encBouncer.read() == LOW){
      digitalWrite(TRACK_POWER_PIN, LOW);
      encoderPos = 0;
    }
  }
  if(pwrBouncer.update()){
    if(pwrBouncer.read() == LOW){
      trackPWR = !trackPWR;
      digitalWrite(POWER_LED_PIN, trackPWR);
    }
  }
  if(dirBouncer.update()){
    dir = dirBouncer.read();
    digitalWrite(TRACK_DIR_PIN,dir);
  }
  if (analogRead(TRACK_AMP_PIN) > TRACK_MAX_AMP) {
    trackPWR = 0;
    digitalWrite(TRACK_POWER_PIN, LOW);
    digitalWrite(POWER_LED_PIN, LOW);
  }

  if(trackPWR){
    if(currentTime >= (loopTime + 5)){
      encA = digitalRead(ENCODER_A_PIN);
      encB = digitalRead(ENCODER_B_PIN);
      if((!encA) && (lastA)){
        if(encB) {
          if (encoderPos <= 24) {
            encoderPos ++;
            if(encoderPos < START_ENCODER_POS) encoderPos = START_ENCODER_POS;
          }
          FwdRev = 1;
        }
        else {
          if(encoderPos >= START_ENCODER_POS){
            encoderPos --;
            if(encoderPos < START_ENCODER_POS) encoderPos = 0;
          }
          FwdRev = 0;
        }
      }
      lastA = encA;
      scaled = encoderPos * 10;
      loopTime = currentTime;
    }
    analogWrite(TRACK_POWER_PIN, scaled);
  }
}


[gidra]

Поэтому, не парьтесь, а ставьте минимальную частоту и будет вам счастье.

То есть производители DCC- декодеров возможность работы на частоте шим в 40 кГц по своей дурости делают?

[Gematogen]

Я чаще всего встречал 20 кГц.
Если ниже, то это уже в звуковом диапазоне. Что удивляться писку?

[BNSF9399]

То есть производители DCC

тему читали? какое отношение она к DCC имеет?
... и добавил:

Что удивляться писку?

Миша, от тебя я такого не ожидал
Ради интереса, возьми и попробуй раскрутить движок постоянного тока от 40кГц со скважностью хотябы 5%

[Gematogen]

Ради интереса, возьми и попробуй

Как?

попробуй раскрутить движок постоянного тока от 40кГц со скважностью хотябы 5%

А что, не раскрутится?
Я со всякими индукциями не силён.
Но, КМК DCC работает на 20 кГц.

[BNSF9399]

Покрутил-повертел-подумал...
А есть ли смысл ШИМ гонять от нуля до 255?
Замеры показали следующий результат. При максимальной частоте 31372.55 Гц Като трогается при значении 130 (51%),Атлас 160 (62%)
Ни рыка, ни писка естественно нет.
Перепилил скетч
Добавил дебаг. Для включения расскоментить последнюю строку в конфиге
Добавил переменные
START_DUTY_CYCLE - стартовое значение скважности (вместо START_ENCODER_POS)
SPEED_STEP - количество шагов энкодера от нуля до максимума
сдвиг скважности ШИМ на шаг энкодера рассчитывается как (255-START_DUTY_CYCLE)/SPEED_STEP

dc_config.h

Код: [Выделить]

#define TRACK_POWER_PIN 3 // PWM выход сигнала
#define TRACK_DIR_PIN 12 // вход направления движения
#define TRACK_AMP_PIN A0 // вход контроля тока
#define TRACK_MAX_AMP 700 // максимальное значение на выходе контроля тока (0-1024)
#define ENCODER_BUTTON_PIN 2 // вход кнопки энкодера
#define ENCODER_A_PIN 4 // вход сигнала энкодера А
#define ENCODER_B_PIN 5 // вход сигнала энкодера Б
#define DIRECTION_SWTCH_PIN 7 // вход переключателя направления движения
#define POWER_BUTTON_PIN 10 // вход кнопки включения/выключения
#define POWER_LED_PIN 6 // выход светодиода индикации включения питания
#define START_DUTY_CYCLE 127 // минимальное значение скважности ШИМ
#define SPEED_STEP 28 // количество шагов энкодера
#define Debug Serial
#define DebugBaud 115200
//#define DEBUG

dc.ino

Код: [Выделить]

#include "dc_config.h"
#include <Bounce2.h>

unsigned char encA; // состояние энкодера А
unsigned char encB; // состояние энкодера Б
unsigned char lastA = 0; // последнее состояние энкодера А
int FwdRev = 0; // направление вращения энкодера: 0 против часовой, 1 по часовой
int encoderPos = 0; // текушее положение энкодера
int scaled = 0; // значение положения энкодера приведенное в диапазон 0-255 для PWM
byte trackPWR = 0; // питание рельс: 0-выключено, 1 включено

unsigned long currentTime; // текущее время
unsigned long loopTime; // пследнее время выполнения цикла считывания состояния энкодера
int dir = 0; // направление движения: 0 вперед, 1 назад
float scale_step = (255 - START_DUTY_CYCLE) / SPEED_STEP;

Bounce pwrBouncer;
Bounce encBouncer;
Bounce dirBouncer;

void setup() {
  #if defined(DEBUG)
    Debug.begin(DebugBaud);
  #endif
  TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000001;
  pinMode(ENCODER_A_PIN, INPUT);
  pinMode(ENCODER_B_PIN, INPUT);
  pinMode(DIRECTION_SWTCH_PIN, INPUT);
  pinMode(POWER_BUTTON_PIN, INPUT);
  pinMode(TRACK_POWER_PIN, OUTPUT);
  pinMode(TRACK_DIR_PIN, OUTPUT);
  pinMode(POWER_LED_PIN, OUTPUT);
  currentTime = millis();
  loopTime = currentTime;
  digitalWrite(TRACK_POWER_PIN, LOW);
  digitalWrite(TRACK_DIR_PIN, LOW);
  pwrBouncer = Bounce();
  pwrBouncer.attach(POWER_BUTTON_PIN);
  pwrBouncer.interval(5);
  encBouncer = Bounce();
  encBouncer.attach(ENCODER_BUTTON_PIN);
  encBouncer.interval(5);
  dirBouncer = Bounce();
  dirBouncer.attach(DIRECTION_SWTCH_PIN);
  dirBouncer.interval(5);
}

void loop() {
  currentTime = millis();
  if(encBouncer.update()){
    if(encBouncer.read() == LOW){
      digitalWrite(TRACK_POWER_PIN, LOW);
      encoderPos = 0;
      #if defined(DEBUG)
        Debug.println("ESTOP");
      #endif
   }
  }
  if(pwrBouncer.update()){
    if(pwrBouncer.read() == LOW){
      trackPWR = !trackPWR;
      digitalWrite(POWER_LED_PIN, trackPWR);
      #if defined(DEBUG)
        Debug.print("POWER");
        Debug.print("\t");
        Debug.println(trackPWR);
      #endif
    }
  }
  if(dirBouncer.update()){
    dir = dirBouncer.read();
    digitalWrite(TRACK_DIR_PIN,dir);
    #if defined(DEBUG)
      Debug.print("DIRECTION");
      Debug.print("\t");
      Debug.println(dir);
    #endif
  }
  if (analogRead(TRACK_AMP_PIN) > TRACK_MAX_AMP) {
    trackPWR = 0;
    digitalWrite(TRACK_POWER_PIN, LOW);
    digitalWrite(POWER_LED_PIN, LOW);
    #if defined(DEBUG)
      Debug.println("SHORT CIRCUIT");
    #endif
  }

  if(trackPWR){
    if(currentTime >= (loopTime + 5)){
      encA = digitalRead(ENCODER_A_PIN);
      encB = digitalRead(ENCODER_B_PIN);
      if((!encA) && (lastA)){
        #if defined(DEBUG)
          Debug.print("ENCODER");
          Debug.print("\t");
        #endif
        if(encB) {
          if (encoderPos < SPEED_STEP) {
            encoderPos ++;
          }
          FwdRev = 1;
        }
        else {
          if(encoderPos > 0){
            encoderPos --;
          }
          FwdRev = 0;
        }
        if(encoderPos>=SPEED_STEP){
          scaled=255;
        }
        else if(encoderPos<=0){
          scaled=0;
        }
        else {
          scaled = START_DUTY_CYCLE + encoderPos * scale_step;
        }
        #if defined(DEBUG)
          Debug.print(encoderPos);
          Debug.print("\t");
          Debug.println(scaled);
        #endif
      }
      lastA = encA;
      loopTime = currentTime;
    }
    analogWrite(TRACK_POWER_PIN, scaled);
  }
}
... и добавил:

А что, не раскрутится?

посмотри выше,при какой скважности начинает крутить Като и Атлас
но, как я там отметил, если подход изменить - то можно на большой частоте сделать.
... и добавил:

Но, КМК DCC работает на 20 кГц.

Ты обвязку выхода на мотор видел?
BEMF и все такое...
КМК, если такое на дуне мутить, проще на цифру перейти

[qvan22]

сдвиг скважности ШИМ на шаг энкодера рассчитывается как (255-START_DUTY_CYCLE)/SPEED_STEP

Можно попробовать отвязать текущее значение "скорости" от энкодера.
Пусть например раз в 0,1 секунду(через туже millis()) "скорость" растет или падает на какую-то величину, пока не достигнет требуемого значения (вашего encoderPos).
Получим линейное ускорение/торможение, а не рывок за энкодером.

[BNSF9399]

Получим линейное ускорение/торможение, а не рывок за энкодером.

при увеличении значения на 4-5 единиц при спид степе 28, как в крайней версии, он и так линейно ускоряется. даже если ручку крутануть на всю катушку - с места лок не рвет, инерция дает о себе знать.
но, можно и ускорение-торможение сделать, тоже не велика сложность.

[gidra]

тему читали? какое отношение она к DCC имеет?

Читали...
Непосредственно к дсс, конечно не имеет, только двигатель от этого не меняется..
При правильно настроенном периоде шим ток якоря двигателя незначительно пульсирует, максимально приближаясь к значению тока при питании постоянкой.
При этом, конечно же, обеспечить работу его даже при незначительно меняющейся нагрузке на сверхмалых оборотах без введения обратной связи и соответствующем регулировании не удастся.
Работа с большими периодами шим вроде бы решает проблему сверхмалых оборотов, но тут есть небольшие и не особенно приятные пустячки...
При больших периодах и малой скважности ток якоря за один импульс может успевать дорастать до весьма больших значений, в то время как обороты, вследствие инерционности двигателя, маховика и т.д. вероятнее всего будут гораздо меньше номинала. Во время большой паузы ток якоря наверняка упадёт до нуля, а двигатель будет тормозиться, в том числе возможно, до полной остановки. Средняя скорость при этом будет как раз сверхмалой, только движение будет происходить рывками (практически как шаговый двигатель).
При каждом импульсе, т.к. двигатель будет стартовать с оборотов, близких (или даже равных) нулю, противоЭДС, она же генераторная ЭДС, будет крайне маленькой, или даже нулевой, вследствие чего ток якоря при номинальном напряжении, приложенному к двигателю, будет ограничиваться только сопротивлением обмоток якоря (точнее, iя=( Uном-Еген)/Rя))...
В результате, во время каждого импульса ток якоря может достигать или почти достигать значений пускового тока при номинальном напряжении, а ток этот, как правило в несколько раз превышает ток при номинальной нагрузке.
В итоге, работая в таком режиме ресурс двигателя, особенно коллекторного узла, расходуется семимильными шагами.
А вследствие сильной неравномерности вращения, помимо шума, думаю, и кинематика локомотива разбалтывается гораздо быстрее. А если двигатель "безъякорный", подозреваю, ему может и обмотки деформировать.
В общем, как обычно, у палки два конца, а чудес не бывает...
А при высокой частоте шим, смысла работать " с нуля", действительно,  нет.. Должен быть обеспечен некоторый минимальный (но это не значит, что маленький) ток (а значит и момент, ему пропорциональный) который обеспечит трогание локомотива.

[BNSF9399]

А при высокой частоте шим, смысла работать " с нуля", действительно,  нет.. Должен быть обеспечен некоторый минимальный (но это не значит, что маленький) ток (а значит и момент, ему пропорциональный) который обеспечит трогание локомотива.

так и сделал в последней версии.

[Кёф]

Видимо логически развиваясь и физически преобразовываясь, это должно выглядеть так и иметь подобный функционал как этот пультик от TOMIX

Блок питания TOMIX ТКС N-DU101-CL http://www.tomytec.co.jp/tomix/necst/5517du101/



Это БП с продвинутым управлением ШИМ.

Вопросы может вызвать только потенциометр для регулировки света.
Потенциометр будет актуален на составах с низковольтными светодиодами со стабилизатором напряжения или DC-DC преобразователем, который позволяет светить светом до того как мотор тронется (по моему опыту до 2,5 вольт).

Вот тут видно (ниже) как в положении EB (ручник) при регулировке света, состав начинает ехать. На первой минуте.

[VSergN]

Спойлер: (тоже перенёс) (кликните для показа/скрытия)

Вот тут видно (ниже) как в положении EB (ручник) при регулировке света, состав начинает ехать. На первой минуте.

Да. Судя по показанным манипуляциям, он подбирает положение регулятора яркости света, при котором свет горит максимально ярко, но поезд при этом ещё не едет.    Похоже, если добавить ещё яркости, то поезд будет ползти даже в положении ручки "EB".
("EB", видимо - "Emergency Braking", т.е. "экстренное торможение".)

...который позволяет светить светом до того как мотор тронется (по моему опыту до 2,5 вольт).

Наблюдается интересный пародокс: многие моделисты, "вылизывая" и доводя до максимально возможного совершенства механическую часть своих локомотивов, дабы добиться плавности трогания и ровного хода на малой скорости, стремятся снижать напряжение трогания. С применением такой системы "постоянного освещения" требование к локу становится диаметрально противоположным!  Т.е. чем выше напряжение трогания, тем надёжнее будет работать система освещения неподвижного состава...
"Палка о двух концах", ёпрст! 

К тому же, все локи должны иметь приблизительно одинаковое напряжение трогания. Иначе придётся постоянно "жонглировать" потенциометром в зависимости от того, какой из локов мы хотим остановить, или же выставлять заведомо заниженную яркость освещения.

[Gematogen]

Спойлер: offtop (кликните для показа/скрытия)

Припаять колёса к рельсу, и всё!

[Sid1044]

Продвинутый ШИМ у меня зажигает светодиодную ленту (3 диода последовательно) через выпрямитель (еще 2 диода), пока тяга еще стоит.