STM32F0 + датчик Холла SCM Sunfab Опции

[arthedza]

Доброго времени суток всем! Товарищи, нужна ваша помощь.
Буду краток. В универе проходил курс АВРок, настало время диплома. Диплом делаю на предприятии (и кураторы тоже от предприятия), в виду этого приходится на ходу осваивать STM32F0. Да и в универском курсе ни разу не сталкивался с датчиками. Пока имеется один вопрос, с остальным вроде разобрался. Он заключается в следующем: как мне подключать сей
датчик скорости на эффекте Холла к СТМке? В программе MicroXplorer есть такой пунктик интересный — XORED Inputs Hall Sensor Interface (3 ноги под это дело заводится, 3 канала таймера). Что, все три ноги датчика на таймер МК подавать? Или лучше просто задействовать один канал таймера в режиме input capture? Если нужна дополнительная инфа — пишите, я укажу все, что знаю. Вот что написано в инсайдерском руководстве:

5.1.4.2.2. Интерфейс датчика Холла
Каждый из таймеров, в т.ч. и расширенный, разработан с учетом простоты
подключения к датчику Холла, предназначенного для измерения угловой частоты
вращения электродвигателя. Первые три вывода захвата каждого таймера можно связать
с каналом 1 через логический элемент "исключающее ИЛИ". В этом случае, по мере
вращения двигателя и прохождения возле каждого датчика, в канале будет
генерироваться событие захвата. Это приведет к копированию текущего состояния
таймера в регистр захвата канала, а также к сбросу таймера. Таким образом, значение
счетчика, которое окажется в регистре захвата, можно пересчитать в частоту вращения
электродвигателя.

[Golikov A.]

Ну тут достаточно применить смекалку:

у вас осталось 2 варианта

1. Определение мгновенной скорости, то есть измерение времени прошедшего между 2 зубцами
2. Подсчет числа зубцов прошедших мимо датчика за определенное время

Реализация этого может быть такие
1. Прерывание по импульсу от проходящего зубца. В прерывании вы считываете значение таймера, сбрасываете его и запускаете бежать вперед без остановок. Первый интервал после остановки будет определен криво, дальше все поедет как надо.
2. Завести таймер на определенный интервал, 1 секунда, например. Завести сигнал от датчика как клок другого таймера, каждый импульс таймер будет прибавлять по 1 в счетчик. Как пройдет секунда, по прерыванию можете считать сколько насчитал 2 таймер, и сбросить это число. Таким способом вас реже дергают в прерывание, и получается некая фильтрация по времени, но теряется оперативность.

Так же можно завести сигнал и обратный сигнал на 2 капча таймера, и определять разницу между фронтами. Можно по 1 капчу, если у проца есть такой режим таймера. Можно как вариант 2 заставить таймер тактируемый внешним сигналом считать до какого то числа и по прерыванию как он досчитал забирать время системного таймера, определяя сколько времени прошло за Н зубцов.
Можно придумать еще вариантики.

А фрагменты не ищите, если понять задачу она реализуется за полдня, а если не понять то будет как в начале темы, заведете 2 сигнала на какие то ножки а потом выясниться что 1 сигнала нет, а ножки не совсем подходят потому что от датчика ждали другого.... Вообще на вопрос куда завести датчик Холла, я бы ответил на компаратор или АЦП, так что постановка и понимание задачи очень важно!

[arthedza]

...

А к какому варианту посоветуете склониться лично мне, как начинающему? Естесственно, желательно "что полегче"

А к какому варианту посоветуете склониться лично мне, как начинающему? Естесственно, желательно "что полегче"

Просмотрел внимательно ТЗ, опрос датчика скорости должен производиться с периодичностью в 5мс

Сообщение отредактировал IgorKossak - Dec 2 2014, 19:41

Причина редактирования: избыточное цитирование

[adnega]

Просмотрел внимательно ТЗ, опрос датчика скорости должен производиться с периодичностью в 5мс

Странное ТЗ. В ТЗ не нужно писать _как_делать, а нужно описать _что_делать_.

Формулировка в виде:
- Диапазон измеряемых скоростей от 5 зуб/с до 300 зуб/с.
- Время реакции на изменение скорости не более 1 с.
(цифры разумеется должны быть из вашей задачи).

сократит число вариантов решения и постов в этой теме)

[arthedza]

Странное ТЗ. В ТЗ не нужно писать _как_делать, а нужно описать _что_делать_.

Формулировка в виде:
- Диапазон измеряемых скоростей от 5 зуб/с до 300 зуб/с.
- Время реакции на изменение скорости не более 1 с.
(цифры разумеется должны быть из вашей задачи).

сократит число вариантов решения и постов в этой теме)

Частота вращения будет изменяться в диапазоне 0..5200с^-1. 1 оборот=30 зуб.
Хотя для объекта управления (гидроклапан) указана частота шим 100гц (10мс) с точки зрения обеспечения устойчивости такт решения задачи производительности гидросистемы необходимо сделать в 5мс. Т.е каждые 5 мс нужно обрабатывать частоту вращения и считать фильтры. Частота выдачи упр. сигнала должна соответствовать частоте ШИМ-сигнала. формировать значение упр. сигнала можно и каждые 5 мс но ШИМ будет менять свою скважность каждые 10мс. Т. е сигнал ШИМ с заданной скважностью должен пройти полностью

периодичность опроса и время реакции системы также нормальные требования ТЗ, особенно если это ТЗ на блок, и оно учитывает общую загрузку системы...

написал выше

[adnega]

Частота вращения будет изменяться в диапазоне 0..5200с^-1. 1 оборот=30 зуб.
Хотя для объекта управления (гидроклапан) указана частота шим 100гц (10мс) с точки зрения обеспечения устойчивости такт решения задачи производительности гидросистемы необходимо сделать в 5мс. Т.е каждые 5 мс нужно обрабатывать частоту вращения и считать фильтры. Частота выдачи упр. сигнала должна соответствовать частоте ШИМ-сигнала. формировать значение упр. сигнала можно и каждые 5 мс но ШИМ будет менять свою скважность каждые 10мс. Т. е сигнал ШИМ с заданной скважностью должен пройти полностью

Считаем число импульсов от датчика за 5мс.
Имеем число от 0 до 780 импульсов. Разрешающая способность 6.(6) об/сек.
При времени реакции 5мс и скоростях ниже 6 об/сек имеем ситуацию, когда на выходе измерителя будет ШИМ:
5 мс скорость будет равна нулю, а в следующие 5 мс = 6.(6) об/сек.
На низких оборотах скорость нужно усреднять с большим интервалом.

[arthedza]

Считаем число импульсов от датчика за 5мс.
Имеем число от 0 до 780 импульсов. Разрешающая способность 6.(6) об/сек.
При времени реакции 5мс и скоростях ниже 6 об/сек имеем ситуацию, когда на выходе измерителя будет ШИМ:
5 мс скорость будет равна нулю, а в следующие 5 мс = 6.(6) об/сек.
На низких оборотах скорость нужно усреднять с большим интервалом.

Простите, не то написал. Обороты в минуту, а не в секунду. Выходит:
5200 об/мин * 30 = 156000 имп/мин
156000/60 = 2600 имп/сек
2600/1000*5 = 13 импульсов в 5 милисекунд при 5200 об/мин.

Сообщение отредактировал arthedza - Dec 4 2014, 07:19

[adnega]

Простите, не то написал. Обороты в минуту, а не в секунду. Выходит:
5200 об/мин * 30 = 156000 имп/мин
156000/60 = 2600 имп/сек
2600/1000*5 = 13 импульсов в 5 милисекунд.

Что ж - стало хуже ровно в 60 раз)

[arthedza]

Что ж - стало хуже ровно в 60 раз)

Всего будет три режима работы:
V1 = 1800 об/мин = 4,5 имп/5мс
V2 = 3000 об/мин = 7,5 имп/5мс
V3 = 5200 об/мин = 13 имп/5мс

Делать мгновенные выборки через каждые 5 мс в несколько тактов, а потом усреднять? Или как?

Сообщение отредактировал arthedza - Dec 4 2014, 07:42

[adnega]

Или как?

Мотор - штука инертная, поэтому за 5 мс скорость поменяться не может, и даже если поменяется зубцов не так много, чтобы уловить эти изменения.
Я бы предложил:
1. Запустить 16-разрядный счетчик на непрерывный подсчет импульсов.
2. Раз в 5 мс считывал значение из счетчика и считал дельту с предыдущим считанным значением (аккуратно на переходе 0xFFFF -> 0x0000 !).
3. Полученную дельту помещал в очередь (LIFO) из N элементов, где N*5мс = интервал усреднения/сглаживания.
4. Зная N и общее число импульсов в очереди (сумма всех элементов), можно рассчитать мгновенную (каждые 5 мс) скорость усредненную за большой интервал (N * 5 мс).

[arthedza]

Мотор - штука инертная, поэтому за 5 мс скорость поменяться не может, и даже если поменяется зубцов не так много, чтобы уловить эти изменения.
Я бы предложил:
1. Запустить 16-разрядный счетчик на непрерывный подсчет импульсов.
2. Раз в 5 мс считывал значение из счетчика и считал дельту с предыдущим считанным значением (аккуратно на переходе 0xFFFF -> 0x0000 !).
3. Полученную дельту помещал в очередь (LIFO) из N элементов, где N*5мс = интервал усреднения/сглаживания.
4. Зная N и общее число импульсов в очереди (сумма всех элементов), можно рассчитать мгновенную (каждые 5 мс) скорость усредненную за большой интервал (N * 5 мс).

5 мс ведь заложили потому, что период управляющего ШИМ-воздействия с контроллера составляет 10 мс. Как я понял, за 10 мс мы должны успеть опросить датчик холла, вычислить частоту вращения, сформировать закон управления по полученной скорости и в соответствии с этим законом выдать ШИМ на выход контроллера.