Manual do Modulo controlador de servo manual e remoto
Primeira parte:
Características do Modulo receptor de controle remoto.
- Alimentação de 12V - Consumo Maximo de 750mA para servos em funcionamento continuo - Consumo Mínimo a 12CV de 130 mA - Etapa de controle manual efetuado por chaves - Etapa de controle por R.F efetuada por modulo TX/RX a 433Mhz - Antena destacável - Controle dos servos através de microcontrolador PIC16F84A ( firmware em PICBASIC PRO ) - Alcance médio de 20 metros - Comutação modo controle por R.F e manual através de jumpers - Leds indicadores de comando e Power - Chave liga desliga - Conectores de saída para servos. - Circuito decodificador baseado no CI HT12D ( não codificado ) - Montagem em placa protótipo
Lista de componentes do modulo receptor:
02 diodos Leds Verde 02 diodos Leds Vermelho 01 diodo Led Azul 02 soquetes de 18 pinos 01 PIC 16F84A 01 CI HT12D 01 CI 7805 ( regulador de tensão ) 01 modulo receptor RX433Mhz 01 Cristal oscilador 4mhz 02 capacitores de 22pF x 50V 01 capacitor eletrolítico de 1000uf x 25V 01 capacitor poliéster 470nF x 50v 01 capacitor 0,1uF x 50V 04 chaves de contato táctil 10 resistores de polarização e limitação de corrente 01 PCI padrão 10 cm x 10 cm
Descrição de funcionamento
Na figura 1 temos o diagrama elétrico do modulo controlador de servos motores manual e RF. O circuito é muito simples e funcional graças a utilização de circuitos integrados dedicados e microcontroladores devidamente programados.
Figura 1
Figura 1
Para uma descrição básica do diagrama podemos começar pelo circuito da fonte de alimentação que tem como função reduzir os 12V vindo da fonte externa transformar os 12Volts em 5V, e efetuar a filtragem de ruídos. A tensão de 12V entra através do conector J1 passando pelo diodo 1N4004 ( suprimido na versão protótipo ), entrando no CI regulador 7805 o qual é montado em dissipador de calor devido a corrente consumida pelos Servos.Os capacitores C4, C5 e C6 tem como finalidade efetuar a filtragem do ruído na fonte. O diodo led , Led1 e o resistor R1 são indicadores de POWER ON.
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE:
Todo o projeto usando microcontroladores devemos dar especial atenção a fonte de alimentação, para que a mesma tenha uma filtragem adequada para evitar mau funcionamento do circuito de vido ao ruído na alimentação e sinais de controle.
O IC1 é o coração do circuito. Trata-se de um microcontrolador da MICROCHIP modelo PIC16F84A, tendo como componentes de apoio ao seu funcionamento os capacitores C1 e C2 de 22pF e o cristal oscilador de 4Mhz, estes componentes são responsáveis pela geração do sinal de CLOCK interno do microcontrolador. O resistor R2 é responsável por manter o sinal de RESET do microcontrolador em nível 1, e a chave S9 responsável pelo reset manual do circuito ( a chave R9 foi suprimida do circuito protótipo ). As chaves tácteis S5, S6, S7, S8 e os resistores R3, R4, R5 e R6 são responsáveis pelo controle manual dos servos, os resistores R3 a R6 manter um nível lógico 1 na entrada do microcontrolador, ao ser acionado uma das chaves o nívellógico vai a ZERO (0) e o programa ( firmware do microcontrolador ) entra em funcionamento.
Como podemos observar o funcionamento é bem simples, sendo que a maior dificuldade esta no programa de controle do microcontrolador. O software de controle do microcontrolador foi desenvolvido usando a linguagem PICBASIC PRO o qual iremos abordar no final deste documento.
Uma vez já visto o circuito da fonte de alimentação e do microcontrolador so nos resta o modulo receptor e decodificador.
O modulo receptor é baseado no RX433MHZ que pode ser observado na figura 2
Figura 2
Como podemos observar no diagrama o modulo tem apenas quatro (4) pinos com funções simples apesar de possuir 8 pinos sendo elas:
VCC, GND, SAIDA DO SINAL, ANTENA
A saída do sinal é ligada ao CI decodificador HT12D, o qual é responsável pela decodificação do sinal enviado pelo circuito transmissor.
O ci HT12D é um eficaz circuito integrado decodificar para controle remoto, possui excelente estabilidade e baixo custo. Não requer programação.
Para o funcionamento do HT12D basta ligá-lo a 5V, e adicionar um resistor aos pinos 15 e 16, o qual é responsável pelo oscilador interno do componente.
A serie de circuitos integrados HT possui também uma característica muito interessante que é a seleção do sinal. Ou seja, podemos configurar os pinos de entrada A0 ate A7 para evitarmos que um circuito transmissor interfira no outro. Bastando para isso executar uma seleção de endereços. Um exemplo seria o seguinte:
A0A1A2A3A4A5A6A7
00101100
No exemplo acima estaremos configurando o HD12D para receber dados somente de um transmissor usando o HT12E configurado exatamente da mesma forma em suas linhas de endereço.
O resistor entre os pinos 15 e 16 ainda é responsável por dar maior eficiência ao sistema evitando interferências entre módulos em funcionamento no mesmo ambiente ou próximo. Sugerimos uma boa olhada no datasheet dos componentes HD12D e HT12E.
Na figura 03é mostrado o circuito de controle já montado em uma placa protótipo.
Figura 3
Descrição da placa protótipo.
1 Conector de alimentação 12V 2 Circuito de clock do microcontrolador compostos por C1, C2 e o cristal de 4Mhz 3 Conectores para os servos 4 Capacitor de filtragem da fonte 5 Microcontrolador PIC 16F84A 6 CI 7805 regulador de tensão 7 Jumpers de configuração Manual/Radio Freqüência 8 Chaves tácteis de controle manual 9 CI HT12D 10 Leds Indicadores 11 Modulo receptor RX433Mhz 12 Conector da antena 13 Chave Liga Desliga
Ligando e Usando o Modulo de controle.
1 Conecte os servos aos conectores na seqüência indicada na figura 4, sendo que S1 se refere ao servo responsável pelo movimento Horizontal do mecanismo, e S2 o servo responsável pelo movimento VERTICAL
Figura 4
Agora conecte o cabo da fonte de alimentação e acione a chave liga/desliga. Neste ponto o led de cor AZUL ira se acender e os servos ira se posicionar na posição central.
OBSERVAÇÃO IMPONTANTE
Como podemos observar na descrição da placa protótipo temos uma serie de JUMPERS que tem como função selecionar o modo de trabalho, manual ou por controle remoto. Os jumpers colocados na posição M indicam modo manual, os jumpers na posição R indicam controle por radio freqüência.
Ao ser acionado o circuito da placa de controle, caso os JUMPERS de modo de trabalha esteja configurado para M os servos ira se movimentar ate a posição central e ira aguardar o comando do teclado da controladora, caso os JUMPERS esteja na posição R os quatro (4) leds indicadores ira se acender, desde que o modulo transmissor também esteja acionado.
Na figura 5 temos um CLOSE das chaves tácteis de controle manual.
Descrição dos controles manuais
Chave táctil 1 Movimenta o mecanismo na vertical para baixo
Chave táctil 2 Movimenta o mecanismo na vertical para cima
Chave táctil 3 Movimenta o mecanismo na horizontal para direita
Chave tactil 4 Movimenta o mecanismo na horizontal para a esquerda Figura 5
OBS: Lembre-se de configurar os JUMPERs de modo de trabalho para manual ou por controle remoto!
Firmware do Microcontrolador
O programa fonte interno do microcontrolador é desenvolvido através do software compilador PIC BASIC PRO.A principal função do programa interno do microcontrolar é efetuar a geração do pulso de saída dos servos. Variando assim a freqüência do pulsos entre 0,5mS a 2 Ms.
No quadro abaixo temos o código fonte do programa de controle do microcontrolador.
Características do Modulo transmissor de controle remoto.
- Alimentação de 9 a 12 V ( baterias ou fonte ) - Consumo Mínimo a 12CV de 50 mA - Etapa de transmissão TWS433 - Antena destacável - Alcance médio de 20 metros - Circuito codificador baseado no CI HT12E ( não codificado ) - Montagem em placa protótipo - Tempo de execução de 3 horas
Lista de componentes do modulo transmissor:
01 soquete de 18 pinos 01 CI HT12E 01 CI 7805 ( regulador de tensão ) 01 modulo transmissor TX433Mhz 01 capacitor eletrolítico de 1000uf x 25V 01 capacitor 0,1uF x 50V 04 chaves de contato táctil 02 resistores de polarização e limitação de corrente 01 PCI padrão 5 cm x 6 cm
Descrição de funcionamento
Na figura 6 temos o diagrama elétrico do modulo transmissor de servos motores manual e RF. O circuito é muito simples e funcional graças a utilização de circuitos integrados dedicados.
Figura 6
Para uma descrição básica do diagrama podemos começar pelo circuito da fonte de alimentação que tem como função reduzir os 12V ou 9 V vindo da fonte externa ou baterias etransformar os 12Volts ou 5 volts em 5V, e efetuar a filtragem de ruídos. A tensão de alimentação entra através do conector J1entrando no CI regulador 7805 o qual passa pelos capacitores C4, C5 e C3 tendo como finalidade efetuar a filtragem do ruído na fonte.O diodo led , Led1 e o resistor R1 foi suprimido do protótipo original.
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE:
Todo o projeto usando microcontroladores devemos dar especial atenção a fonte de alimentação, para que a mesma tenha uma filtragem adequada para evitar mau funcionamento do circuito de vido ao ruído na alimentação e sinais de controle.
O circuito é extremamente simples e eficiente, seu funcionamento tem como base o CI HT12E o qual conectado a quatro (4) chaves tácteis é responsável pela geração dos códigos de controle.Assim que pressionarmos uma tecla o código é gerado e enviado através dó pino 17 para o modulo transmissor de RF, em nosso casso operando na freqüência de 433mhz.
O modulo transmissor pode ser observado na figura 7. Na figura 8 observamos a foto do protótipo já montado.
Figura 7 Figura 8 Figura 9
O modulo transmissor pode ser observado na figura 7. Na figura 8 observamos a foto do protótipo já montado. Na figura 9 temos a descrição dos controles do modulo transmissor
Descrição dos controles do transmissor
Chave táctil 1 Movimenta o mecanismo na vertical para baixo
Chave táctil 2 Movimenta o mecanismo na vertical para cima
Chave táctil 3 Movimenta o mecanismo na horizontal para esquerda
Chave tactil 4 Movimenta o mecanismo na horizontal para a direita
