ROS与RACECAR教程-电调控制

ROS与RACECAR教程-电调控制

说明

• 介绍如何通过pwn控制电调，从而控制电机转速

原理：

• 为了控制伺服或ESC，PWM信号作为可变宽度的重复脉冲发送到器件。
• 这些设备通过标准的三线连接，两条直流电源线和一个用于控制的电缆连接，该电缆携带脉冲。
• 脉冲由帧大小定义，帧大小是脉冲的频率和作为信号的ON与OFF时间的PWM占空比。
• 这是一个单一的信号框架：

• 对于伺服或ESC，器件预计每20毫秒会看到一个帧，但这可能因设备而异。
• 对于这个讨论，我们将坚持50Hz（每秒50个周期），这是20ms帧（1秒= 1000毫秒，然后除以50）。
• 该器件预计在1.0和2.0 ms之间的脉冲。
• 对于伺服，脉冲宽度表示伺服电机的位置，1.0ms表示-90度，1.5ms表示0度（中心），2.0ms表示+90度。
• 对于ESC，脉冲宽度表示节气门位置，1.0 ms表示全反向（或最低节气门设置，取决于ESC的解释），1.5ms为中性，2.0表示全油门。

注意：

• 使用像Jetson这样的SoC时，与专用PWM驱动器或其他微控制器硬件接口可简化生成正确定时的PWM帧和脉冲。
• 部分原因是因为大多数SoC不运行实时操作系统，也不会为任务生成合适的时钟。
• 结果是定时信号可以在没有专用硬件的情况下漂移。

PWM Driver

• PCA9685 PWM/Servo Driver/伺服驱动器连接到TRAXXAS Rally的电调从而控制电机
• Traxxas ESC是Velineon VXL-3s，是一款无刷电机控制器，可从车载直流电池产生三相交流电源。
• ESC包含一个微控制器，用于解释所提供的PWM信号，并使用内置固件适当地控制汽车电机。
• ESC有三种表演方式:常规，比赛和训练。
• 为了Jetson RACECAR的目的，ESC被置于训练模式，将电机功率限制在50％。
• PCA9685是一个12位设备，这意味着您可以将每个帧分解为2 ^ 12个插槽（4096）。
• 计算油门脉冲：

1.0ms/20ms*4096 = 204 full reverse
1.5ms/20ms*4096 = 307 neutral
2.0ms/20ms*4096 = 409 full forward

连线：

• PCA9685-> I2C -> TX1 ,具体参考上一篇文章
• 转向伺服应连接到PCA9685的第一个PWM插槽。
• 接线前，确保Jetson已关闭电源。
• 为了将ESC连接到PCA9685，请从接收器中取出ESC连接器，并使用2.54mm m/f跳线将连接器黑线（GND）连接到PCA9685的第二个PWM插槽的GND。红线未连接。

注意：

• 红线为接收器供电（6V）。
• 由于PCA9685已经由辅助电源供电，所以不应使用额外的电源线。
• 看这里：

软件：

（1）安装i2c-tools：

• 安装驱动

$ sudo apt-get install libi2c-dev i2c-tools

• 使用：

$ sudo i2cdetect -y -r 1

• PCA9685默认地址0x40
• 为了试验控制TRAXXAS Rally车的转向和ESC，已经编写了几个小型应用程序进行测试。
• 应用程序的来源位于Github上的JetsonHacks jetsonRACECAR github。
• 下载编译：

$ git clone https://github.com/jetsonhacks/jetsonRACECAR.git
$ cd jetsonRACECAR/research

• 通过Qt creator打开setThrottle和throttleControl目录下的 .pro文件并编译程序
• 参考tk1安装Qt creator

电调校准：

• 对ESC进行校准，以便配合所提供的无线电发射机。
• 在我们将自己的信号替换为ESC的情况下，我们需要使用新的信号进行校准。
• 为此，打开终端并导航到构建的“setThrottle”应用程序的文件夹：

$ sudo ./setThrottle

• 这应该在启动时通过PWM发出“Neutral Throttle”信号。
• 连接小车的电池，并通过“TRULLXAS Rally快速启动指南”中的“校准速度控制”指令
• 使用屏幕“‘Full Reverse”，“Neutral”和“Full Throttle”按钮代替无线发射器。
• 一旦速度控制器被校准，断开汽车的电源。
• 在终端中，切换到“throttleControl”应用程序的构建目录，并执行：

$ sudo ./throttleControl

• 运行程序输出“Neutral”PWM信号。
• 接着接上电源并将其置于“Training”模式。
• 按住ESC的EZ-Set按钮，直到LED闪烁三次，然后释放。
• 然后LED将变为红色，表示汽车已装备并准备就绪。
• 有一个项目选择器选择ESC或转向伺服来控制。默认情况下，它是ESC。
• 确保车轮没有接触任何东西，并增加值直到电机启动。
• 在视频测试中以317的控制值开始启动电机。
• 应用程序中有一个“Neutral”按钮，将控制值设置为307.
• 您可以尝试这些值以查看电机的控制方式，以及用伺服控制器进行实验，找出最佳最大值，最小值和中心值。

参考：

• http://www.jetsonhacks.com/2016/01/26/jetson-racecar-part-3-esc-motor-control/