Electronics
Project 79 – How to Control Servo Motors
概要 Introduction
RCサーボとか言われる小さく瞬時に主軸の回転角を変えることが出来るデバイスが比較的安価に、しかも多種類のものが出回っている。ずっと前からいじくって見たいと思っていた。まず、安いものを入手して駆動してみることにした。
Plenty of RC servo motors
are available today and their prices are not that expensive. I have been wanted
to know what they were and how to control them. As the first step, I bought one
of the cheapest servo motors called Micro Servo Motor and tried to control it.
回路図 Circuit Diagram
下にサーボモーターを駆動する回路図の１例を示す。最低限必要な配線がしてある。電源はボード上に組んだ可変電圧三端子レギュレータの３１７がつくり出す５Vを利用する。それをPIC12F683とサーボモーターの両方に使う。モーターからノイズが出るのでコンデンサーは必須である。PIC12F683を用いた理由は後々にそれに内蔵されているADC（アナログーデジタルコンバータ）を使うためである。ここで使うマイクロサーボSG92Rの仕様は； トルク：２．５ｋｇｆ-cm、動作速度：0.1sec/60
degrees、 動作電圧：4.8–6V、外寸： 23x12.2x27mm、 重量：9g で、ちなみに価格は５００円であった。
Following is the simplest circuit diagram necessary for driving a servo
motor (SG92R, Tower Pro Pte Ltd., costing 500 Yen). Using a three-terminal
regulator 317 generates its power supply 5.0V. Both 12F683 and the servo motor
use the same 5.0V power source, so the noise from the servo motor must be
blocked with 0.1uF capacitor. The reason to use 12F683 is because there is a
plan to use its built-in ADC (Analog-Digital Converter) function in future
applications. The specification of this servo motor is; Torque 2.5 kgf-cm,
Operational speed 0.1 sec/60 degrees, Power supply 4.8-6V, Dimension
23x12.2x27mm, Weight 9 g.
(Fig.1)
(Photo 1) 実験中
Under experiment
(Photo 2) サーボモーター
Servo motor
(Photo 3) パルス幅と回転角の関係
Relationship between pulse width and rotational angle
Pulse width=2.40 ms
Pulse width=1.55 ms
Pulse width=0.50 ms
(Photo 4) プログラムが発生させるパルス幅０．５ms、高さ５V、間隔２０msの場合の５本のパルス。この図で実測するとパルス幅も間隔もほぼ理論値と同様であった。
Five pulses with a pulse width of 0.5ms generated by the program
below. The measured pulse width and interval values were found almost the same
as the theoretical ones.
結果＆コメント
１） 上記の回路と下のプログラムでサーボモーターはキビキビ動作する。
２） 最大回転角は一般に１８０度位らしいので、大体１７０度位の範囲で動作するようにプログラムの中でパルス幅を調整した。
３） PicBasic ProのコマンドPulsoutやPauseで作成される時間幅（例、０．５msとか２０ms）がサーボモーターを動かすのに実用上問題ないくらいに正確であることが分かった。
４） サーボモーター（SG92R）の仕様は英語版のWeb上に載っているがあまり詳しくはない。例えば、消費電流とか不明。テスターでは消費電流を測れなかった（数値が出ない）。
５） （追加２０１５．２．１６） ３．０V位から動作するがちょっと異音がでる。３．３V位に上げてやるとスムースに動作し、速度も多少低下するので、多分使いやすくなる。
６） （追加２０１５．２．１６） 個々のパルス幅を含めたパルス周期を正確に２０msになるようにプログラムを改良した（'Servomotor12F683modiB.bas）。サーボモーターの停止位置の変化が前と比べてどれぐらいかは目で見ては判別できない。サーボモーターの電源は１２F６８３のそれ（５．０V）と分離し３．３Vで機敏に動いている。
７） （追加２０１５．２．２１） VR （ボリューム）でサーボモーターが１８０度回転するように回路とプログラムを改良した。最初２０クラスに分割して動くようにしたが荒いので、４１クラスに分割。１分割が４．４度でまずまずスムースに動く。ただ、モーターの停止位置によってはピリピリというノイズが発生することがある。VRをゆっくり回して４１ヶ所を１ヶ所ずつたどることが出来る。VRを急速に回すと大体１秒間で１８０度回転させることが出来る。４１分割を２倍の８０分割位にすると回転がもっとスムースになりそう。１２F８６３のメモリ２Kの内、今回は１３２１使用。従って、８０分割するにはメモリの大きい１４ピンのPICを使う必要あり（例えば、１６F６８８ ４K ￥１６０）．今回Adcinの後にPause を入れなかった。Webで見ると必要ないようだ。Define ADC_SAMPLEUS 50 'Sample timingで５０usを既に確保しているのかも知れない。
８） （追加２０１５．２．２4） ４１分割を６７に増やし、回転単位(180/６７＝２．６７、約２．７度/分割)を小さくしたのでよりスムースに動作するようになった。２４０２ wordsを使う今回のプログラムでは２Kメモリの１２F６８３は使えないので、４Kメモリの１６F６８８を使うことにした（電子工作５１参照）。VRの急速回転に対するモーター軸の追従速度はちょっと遅くなった感じ。プログラムは知恵が浮かばずコンパクトに出来なかった。プログラミングでコンパイラ時、Resultsに３行のメッセージ（エラーメッセージではない）が出たが問題なくPICに焼き込みが出来き、動作した。
９） （追加２０１５．3．3） 分割クラスを６７から１００に増やした。回転のスムースさと、不都合が起きないかどうか（ADCの追従性など）をテストするためだ。１．８度づつ動くので確かにより滑らかに回転するようになった。ボリュウームの回転に対するモーター軸の回転追従性も前とあまり変わらない。回転位置によっては多少振動を出して不安定になることもある。何しろプログラムが長い、短くしようとしたが知恵が浮かばなかった。改良の余地はある。
１０） （追加２０１５．3．２７） 上のプログラムを工夫して短くした。機能に変化はない。PICのメモリをより消費することが分かった。画期的に短くする方法はまだ見つからない。
１１）（追加２０１５．４．３） PWが大きくなる（０．５msから２．５ms）と周期が大きくなることがオシロを使って発見。２０msでなければならないのが３０msにもなっていた。プログラムの中を通過するステップ数によるようだ。そこでPWに関連づけた補正を加えた。具体的にはプログラムの一行を変えるだけ。従来のPauseus (20000-PW*10)に補正項PW-50)*47 を加えてPauseus ((20000-(PW*10))-(PW-50)*47)とした。ここでPW-50の５０はPWの初期値、４７はオシロで波形を見ながら実験的に決めた値（以下の'Servomotor16F688PotG.basの場合、一方、'Servomotor16F688PotGmod.basでは５１を使う）。 PWの全域で周期が２０msに保たれることが分かった。ADCへの入力電圧、波幅と周期の間の関係を示すTable１を加えた。
Results and
Comments
1) With the above
circuit and the program shown below, the servo motor works well.
2) Because the
maximum rotational angle is commonly known to be 180 degrees, the program was
designed by adjusting the pulse widths properly so that the maximum rotational
angle of this servo motor became around 170 degrees.
3) It is found that
the pulse width and interval values generated by using PicBasic Pro’s commands
PULSOUT and PAUSE are accurate enough to control this servo motor.
4) (Newly added on
2015.2.21) A variable resistor (VR) was introduced to the existing system to
rotate the axis of servo motor in an angular range of 180 degrees according to
the rotary movement of VR from end to end. It works reasonably smoothly though
some rotary position of VR occasionally makes the functioning of servo motor
slightly unstable, causing a little vibration.
5) (Newly added on
2015.3.3) A new program was built, in which 180-degree rotary angle was divided
into 100 divisions (180/100=1.8 degrees/division), in place of 67 (about 2.7
degrees/division) in the previous program, in order to enhance the smoother
rotation of servo motor axis.
プログラム
今回のプログラムはサーボモーターが実際に動作するかどうかを検証するためのものである。パルス幅０．５−２．５ｍｓで高さ５V程度のパルスを１５−２０ｍｓの間隔でサーボモーターの信号線に加えてやると、パルス幅に応じて一定の角度位置を保持し続けるというのがその動作原理である。PicBasic ProにはPulsoutという便利なコマンドがあり、これを使うと簡単に任意の幅のパルスが作り出せる。例えば、Pulsout GPIO.２、５０ と書くと、４MHｚの内部クロックを使う場合、１２F683のPin５より幅０．５ｍｓのパルスが発生する。後は同じくコマンドPauseを使って ２０ｍｓの０V（Low）の間隔を入れる。今回はこのプロセスを５回繰り返させ（５本のパルスをつくる）、３秒待って別のパルス幅のピークを５本発生させてサーボモーターの角度を変える。さらに、パルス幅の違うものをもう一回加えて合計３つの角度位置で３秒間ずつ停止するようにプログラムされている。
Program
The program was designed to test the operation of
this servo motor. As commonly known, RC servo motors can operate if pulses with
a pulse width of 0.5-2.5ms, a pulse interval of 15-20ms and a voltage of about
5V are added to their signal cable. And their rotational angle is decided by an
added pulse width. PicBasic Pro has the commands Pulsout and Pause with which
it is possible to easily generate both any pulse width and pulse interval
required for driving servo motors. For instance, Pulsout GPIO.2, 50 used in the
program means to generate a 0.50ms width pulse from GPIO.2 (Pin 5) of 12F683.
Meanwhile Pause 20 can provide a 20ms interval (0V or Low) between pulses. In
the program, the pulses of 0.5ms, 1.55ms and 2.40ms widths are continuously
generated one after another. That is, five pulses having 0.5ms width are
generated, and then after 3-seconds wait, the next five pulses having 1.55ms
width are generated, followed by five 2.40ms width pulses.
'****************************************************************
'Servomotor12F683.bas 2015.2.4 2015.2.7
'12F683 with internal clock 4MHz
'PicBasic Pro V2.50A used
'Servo motor used: SG92R
'********* Pin connection ************
'Pin 1: Vdd (5.0V)
'Pin 8: Vss (GND)
'Pin 7: GPIO.0: NC
'Pin 6: GPIO.1: NC
'Pin 5: GPIO.2: output - connected to Signal input of Servomotor
'Pin 4: GPIO.3: input - connected to MCLR via 4.7kR to Vdd
'Pin 3: GPIO.4: NC
'Pin 2: GPIO.5: NC
'**************** Program **************
TRISIO=%001000 'GP3 - Input, GP2 - Output
ANSEL=0 'All ports are digital
CMCON0=0 'No comparator used
ServOUT var GPIO.2 'Servomotor driving signal out
m var byte
GPIO.2=0
Loop:
For m=1 to 5
Pulsout ServOUT, 50 'Servo pulse width=50 (0.50ms=500us and 500/10=50)
Pause 20 'Wait 20 ms
Next m
Pause 3000 'Wait 3 sec
m=0
For m=1 to 5
Pulsout ServOUT, 155
Pause 20
Next m
Pause 3000 'Wait 3 sec
m=0
For m=1 to 5
Pulsout ServOUT, 240
Pause 20
Next m
Pause 3000 'Wait 3 sec
Goto Loop
End
'****** End of Program ********
'Note:
'melabs U2
Programmer's configurations 12F683
'FOSC – INTOSCIO; WDTE - Enable; Power-up Timer –
Enable; 'MCLRpin – Reset ;
BODEN - Enable; Internal External Switch Over – Enable,
'Fail-Safe Clock Monitor – Enable, Code - Disable; Data EPPROM – Disable
'**************************************************
パルス周期をより正確になるように改良（２０１５．２．１６追加） Modified
to generate more accurate pulse cycle (newly added on 2015.2.16)
前のプログラムではサーボモーターの信号線に加えるパルスは、３種の異なる幅のパルスに対して一様にパルス幅＋２０msとしていた。正確には正しくなく、各パルス幅＋X＝２０msになるようにXを決める必要があった。プログラムのコマンドPauseでは最低ms単位なので、精度を上げるためus（micro second）を扱えるPauseusを使うことにした。例えば、Pulsout ServOUT、１５５の場合、実際に出力されるパルス幅は１．５５ms（＝１５５０us）である。一方、Pauseus １８４５０ はパルス間の距離（周期）で単位はusなので、１８４５０＝１８．４５０ms となり、パルス幅＋パルス間隔＝１．５５＋１８．４５＝２０msで、パルス周期は２０msと一定に保たれる。他の０．５０msと２．４０msも同様にパルス周期が２０msなる様に調整した。
Modified program
In the above program,
each pulse width + 20ms was used to test the movement of the servo motor SG92R.
But it is commonly mentioned for the pulse cycle to be 15-20ms including the
individual pulse width. To meet this, Picbasic Pro's
command PAUSEUS instead of PAUSE is used. For example, as shown in the program
below, Pauseus 18450 means a delay of 18450us (micro second) or 18.45ms.
Meanwhile, Pulsout ServOUT, 155, which comes above the Pauseus 18450, means to
generate a pulse of a width of 155. Here, 155 is equal to 1550us or 1.55ms in
the command Pulsout. Therefore, the addition of 18450us and 1550us makes
20000us or 20.0ms. In fact, the X of Pauseus X is calculated by subtracting the
individual pulse width from 20000us.
(Photo 5) パルス幅１．５５msの出力を実際に測った結果１．５４６msと出た。
Actually measured pulse width for the designated pulse width 1.55ms – quite accurate
(Photo 6) 正確になったパルス周期（２０ms）
Pulse cycle fixed to 20ms for 3 kinds of pulse widths. This is for the pulse width 1.55ms.
改良したプログラム
Modified Program
'*****************************************************
'Servomotor12F683modiB.bas 2015.2.4 2015.2.7 2015.2.15
'12F683 with internal clock 4MHz
'PicBasic Pro V2.50A used
'Servo motor used: SG92R
'Using PBP's PAUSEUS command (2015.2.15)
'**********Pin connection **********
'Pin 1: Vdd (5.0V)
'Pin 8: Vss (GND)
'Pin 7: GPIO.0: NC
'Pin 6: GPIO.1: NC
'Pin 5: GPIO.2: output - connected to Signal input of Servomotor
'Pin 4: GPIO.3: input - connected to MCLR via 4.7kR to Vdd
'Pin 3: GPIO.4: NC
'Pin 2: GPIO.5: NC
'******* Program *********
TRISIO=%001000 'GP3 – Input, GP2 - Output
ANSEL=0 'All ports are digital?
CMCON0=0 'No comparator used?
ServOUT var GPIO.2 'Servomotor driving signal out
m var byte
GPIO.2=0
Loop:
For m=1 to 5
Pulsout ServOUT, 50 'Servo pulse width=50 (0.50ms=500us and 500/10=50)
Pauseus 19500 '=20000us-500us
Next m
Pause 3000 'Wait 3 sec
m=0
For m=1 to 5
Pulsout ServOUT, 155 '=1550us=1.55ms
Pauseus 18450 '20ms=20000us 1.55ms=1550us therefore 20000-1550=18450us
Next m
Pause 3000 'Wait 3 sec
m=0
For m=1 to 5
Pulsout ServOUT, 240 '=2400us=2.40ms
Pauseus 17600 '=20000us-240us
Next m
Pause 3000 'Wait 3 sec
Goto Loop
End
'*************************************
ボリュームの回転と同期してサーボモーターを１８０度回転させる回路とプログラム（２０１５．２．２０追加）
１００Kのボリュームを端から端まで回すとサーボモーターの回転角が０から１８０度変化するような回路とプログラムを作成した。原理は１２F６８３の電源５．０Vをボリューム（VR１００K）に加え、回転にしたがって０−５．０Vまで変わる出力電圧を１２F６８３のGP0から取り込んでAD変換を行い、内部で得られる０−１０２４（１０ビット）の値からパルス幅を作成し、GP2から出力してサーボモーターの停止位置（角度）を決めるというのがその原理である。ボリュームの回転軸と同じ回転方向にサーボモーターの軸も回る。VR１００Kの出力ケーブルとGNDの間に０．１uFのコンデンサが入れてあるがこれがないとモーターに異常な振動が出て上手く動かない。
Circuit and program to rotate a servo motor in an angular range of 180 degrees using a variable resistor (newly added on 2015.2.20)
Adding a 100K variable resistor (VR) to the above circuit makes it possible to rotate the axis of servo motor in an angle of 180 degrees. Various voltages (0-5.0V) from this VR are read into GP0 of 12F683, within which they are then converted into digital values (0-1024). In its program, the individual digital value is classified into one of 41 classes and the specified class generates a pulse width (ms) and a 0V-level interval (ms) in such a way that the total of the pulse width plus the 0V-level interval always becomes 20ms or 1 cycle. The capacitor 0.1 uF is essential to suppress the vibration of servo motor.
(Fig 2)
(Photo 7) ボリュームでサーボモーターが１８０度回転する
Variable resistor and servo motor
プログラム
ボリューム出力０−５．０Vに対応するADC変換値０−１０２４を２５間隔で４１クラスに分け、各クラスに飛ばしてそこでパルス幅とパルス０V部間隔（パルス間の０V部分の間隔）を計算させ、それをサーボモーターの信号線に送る。サーボモーターはパルス幅０．５０ms（モーター上から見て左端、０V）から始まって１．５０msで中央位置（２．５V）、そして２．５０msで１８０度回転位置（右端、５V）に停止するようにしてあり、パルス幅０．５０msから、０．５５ms、０．６０ms、．．．のように各クラス＋０．０５msづつ増加し、最終的には２．５０msの最大幅に達する。ちなみに、この時のパルス０V部間隔は２０ms（パルス周期）―２．５０ms＝１７．５０msとなる。 ４１クラスに分けたので１８０/４１＝４．３９、つまり、ボリュームを回すと約４．４度づつ回転位置を変える。クラス数を予備実験で２０にしたが、回転が荒いので今回の４１にした。
Program
This servo motor
appears to be designed to take the leftmost position with an addition of
0.50ms-wide pulse, the center position with 1.50ms-wide pulse and the rightmost
position with 2.50ms-wide pulse. So the program was made to rotate the axis of
servo motor in an angular range of 180 degrees when VR is rotated from end to
end. Because 180 degrees are divided to 41 classes, the unit moving angle is
about 4.4 degrees (180/41=4.39).
'*****************************************************
'Servomotor12F683PotB.bas 2015.2.18 2015.2.19 works OK!
'Division increased up to 41 (2015.2.19)
'12F683 with internal clock 4MHz
'PicBasic Pro V2.50A used
'Servo motor used: SG92R
'Using PBP's PAUSEUS command (2015.2.15)
'******* Pin connection *********
'Pin 1: Vdd (5.0V)
'Pin 8: Vss (GND)
'Pin 7: GPIO.0: input - connected to VR=100K (analog value input)
'Pin 6: GPIO.1: NC
'Pin 5: GPIO.2: output - connected to Signal input of Servo motor
'Pin 4: GPIO.3: input - connected to MCLR via 4.7kR to Vdd
'Pin 3: GPIO.4: NC
'Pin 2: GPIO.5: NC
'******* Program *********
Define ADC_BITS 10 '10-bit ADC used
Define ADC_CLOCK 3 'Internal clock used ?
Define ADC_SAMPLEUS 50 'Sample timing
ADCON0=%10000011
'=131 (decimal) 'bit7=1(right justified),bit6=0(volt refer-Vdd),
'bit5-4=0(unimplemented),bit3-2=00(channel0-An0),
'bit1=1(starts right away),bit0=1(on operation)
ANSEL=%00010001 'sets Fosc/8 and GPIO.0 as ANS0 input
'bit7=0(unimplemented),bit6-4=001 (Fosc/8),
'bit3-2-1=0(Digital I/O pins),bit0=1(Analog input)
TRISIO=%001001 'GP0 and 3 - Input, GP2 - Output
CMCON0=0 'No comparator used?
ServOUT var GPIO.2 'Servomotor driving signal out
Vin var Word 'Vin>255
PW var Word 'PW=Pulse width
GPIO.2=0
Loop:
Vin=0
Adcin 0, Vin 'Read ADC ch-0 and store it in Vin
IF Vin<=25 Then Jump1 '25 interval 'Jump to one of the following points depending on Vin value obtained
IF (Vin>25) and (Vin=<50) Then Jump2 '0 - 5.0V // 1024, 1024 steps/25=40.96 -> 1024 were divided to 41 classes
If (Vin>50) and (Vin=<75) Then Jump3
IF (Vin>75) and (Vin=<100) Then Jump4
IF (Vin>100) and (Vin=<125) Then Jump5
IF (Vin>125) and (Vin=<150) Then Jump6
IF (Vin>150) and (Vin=<175) Then Jump7
IF (Vin>175) and (Vin=<200) Then Jump8
IF (Vin>200) and (Vin=<225) Then Jump9
IF (Vin>225) and (Vin=<250) Then Jump10
IF (Vin>250) and (Vin=<275) Then Jump11
IF (Vin>275) and (Vin=<300) Then Jump12
IF (Vin>300) and (Vin=<325) Then Jump13
IF (Vin>325) and (Vin=<350) Then Jump14
IF (Vin>350) and (Vin=<375) Then Jump15
IF (Vin>375) and (Vin=<400) Then Jump16
IF (Vin>400) and (Vin=<425) Then Jump17
IF (Vin>425) and (Vin=<450) Then Jump18
IF (Vin>450) and (Vin=<475) Then Jump19
IF (Vin>475) and (Vin=<500) Then Jump20
IF (Vin>500) and (Vin=<525) Then Jump21
IF (Vin>525) and (Vin=<550) Then Jump22
IF (Vin>550) and (Vin=<575) Then Jump23
IF (Vin>575) and (Vin=<600) Then Jump24
IF (Vin>600) and (Vin=<625) Then Jump25
IF (Vin>625) and (Vin=<650) Then Jump26
IF (Vin>650) and (Vin=<675) Then Jump27
IF (Vin>675) and (Vin=<700) Then Jump28
IF (Vin>700) and (Vin=<725) Then Jump29
IF (Vin>725) and (Vin=<750) Then Jump30
IF (Vin>750) and (Vin=<775) Then Jump31
IF (Vin>775) and (Vin=<800) Then Jump32
IF (Vin>800) and (Vin=<825) Then Jump33
IF (Vin>825) and (Vin=<850) Then Jump34
IF (Vin>850) and (Vin=<875) Then Jump35
IF (Vin>875) and (Vin=<900) Then Jump36
IF (Vin>900) and (Vin=<925) Then Jump37
IF (Vin>925) and (Vin=<950) Then Jump38
IF (Vin>950) and (Vin=<975) Then Jump39
IF (Vin>975) and (Vin=<1000) Then Jump40
IF Vin>1000 Then Jump41
Jump1:
PW=50 'PW=Actual pulse width/10, so 50 is equal to 500us=0.50ms
Gosub PulsMake 'Goto Subroutine PulsMake
Goto Loop
Jump2:
PW=55 'increment=5(=0.05ms) added to the above base value (=0.50ms)
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump3:
PW=60
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump4:
PW=65
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump5:
PW=70
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump6:
PW=75
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump7:
PW=80
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump8:
PW=85
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump9:
PW=90
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump10:
PW=95
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump11:
PW=100
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump12:
PW=105
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump13:
PW=110
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump14:
PW=115
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump15:
PW=120
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump16:
PW=125
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump17:
PW=130
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump18:
PW=135
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump19:
PW=140
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump20:
PW=145
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump21:
PW=150
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump22:
PW=155
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump23:
PW=160
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump24:
PW=165
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump25:
PW=170
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump26:
PW=175
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump27:
PW=180
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump28:
PW=185
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump29:
PW=190
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump30:
PW=195
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump31:
PW=200
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump32:
PW=205
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump33:
PW=210
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump34:
PW=215
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump35:
PW=220
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump36:
PW=225
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump37:
PW=230
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump38:
PW=235
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump39:
PW=240
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump40:
PW=245
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump41:
PW=250
Gosub PulsMake
Goto Loop
PulsMake: 'Subroutine
Pulsout ServOUT, PW 'Making a pulse with a width of PW*10us
Pauseus (20000-PW*10) 'Generating an 0V-level interval of (20000us - PW*10us) after the above pulse
Return
End
'***** End of Program ******
'Note:
'melabs U2 Programmer's
configurations 12F683
'FOSC – INTOSCIO; WDTE - Enable; Power-up Timer – Enable; 'MCLRpin – Reset ; BODEN -
Enable; Internal External Switch Over – Enable,
'Fail-Safe Clock Monitor – Enable, Code - Disable; Data EPPROM – Disable
'**************************************************
ボリュームの回転と同期してサーボモーターを１８０度回転させる回路とプログラム - 分解能を６７に向上（２０１５．２．２４追加）
上ののプログラムではサーボモーターの回転角を約１８０度回すのに、０−１０２４（０−５．０V）を４１クラスに分離したが、今回は更に６７クラスに分離して分解能を上げた。プログラムが大きくなって１２F６８３の２Kのメモリでは足りなくなったので、４Kのメモリを持つ１６F６８８を使うことにした。
Improved rotary movement resolution of servo motor's axis by
increasing the number of division classes from 41 to 67 (newly added on
2015.2.24)
For this purpose,
16F688 with 4K memory in place of 12F683 with 2K memory was used this time. In
fact, 2402 words were consumed in the program.
(Fig. 3)
プログラム
今回のプログラムも前の１２F６８３の場合とほぼ同じである。１２F６８３では２Kメモリの内１３２１使用された。今回は１６F６８８の４Kの内２４０２が使用され、１２F６８３は使えないことが分かる。10bitADCの０−１０２４を１５毎に増加させ６７クラスに分離、パルス幅０．５０ms−１．５０ms―２．５０msでは０．０３ms毎に値を増加させた。予想通り、ボリュームの回転にしたがってよりスムースにモーター軸が回転するようになった。１８０/６７＝２．６８、つまり、ボリュームを回すと約２．７度づつ回転位置を変える（前の４１クラス分離では約４．４度）。
Program
The ADC range 0-1024 for 0-5.0V was divided into 67 classes with an increment of 15. The corresponding unit angular movement is 0.03ms, starting from 0.50ms (leftmost position), 0.53ms, .. 1.50ms (central position), 1.53ms .. and 2.50ms (rightmost position). The rotary angle changes by about 2.7 degrees (180/67=2.68) according to a change of pulse width 0.03ms. The rotary movement of the axis has become smoother.
'**************************************************
'Servomotor16F688PotC.bas 2015.2.18 2015.2.19 2015.2.23 work OK!
'Division increased up to 67 (2015.2.23)
'16F688 with internal clock 4MHz
'PicBasic Pro V2.50A used
'Servo motor used: SG92R
'Using PBP's PAUSEUS command (2015.2.15)
'******* Pin connection *********
'Pin 1: Vdd (5V)
'Pin 14: Vss (GND)
'Pin 13: PORTA.0: input - connected to VR=100K (analog value input)
'Pin 12: PORTA.1: output - connected to Signal input of Servomotor
'Pin 4: PORTA.3: input - connected to Reset
'All other pins - NC
'******* Program *********
Define ADC_BITS 10 '10-bit ADC used
Define ADC_CLOCK 3 'Internal clock used
Define ADC_SAMPLEUS 50 'Sample timing
ADCON0=%10000011
'=131 (decimal) 'bit7=1(right justified),bit6=0(volt refer-Vdd),
'bit5-4=0(unimplemented),bit3-2=00(channel0-An0),
'bit1=1(starts right away),bit0=1(on operation)
ANSEL=%00010001 'AN0 of A/D used
CMCON0=7 'turns off comparator function
TRISA=%00001001 '0-5.0V input from divider, input from Reset
TRISC=%00000000 'all are outputs
ServOUT var PORTA.1 'Servomotor driving signal out
A0 var PORTA.0
Vin var Word
PW var Byte 'PW=Pulse width
Loop:
Vin=0
Adcin A0, Vin 'Read ADC ch-0 and store it in Vin
IF Vin<=25 Then Jump1 '15 interval 'Jump to one of the following points depending on Vin value obtained
IF (Vin>25) and (Vin=<40) Then Jump2 '0 - 5.0V // 1024, 1024 steps/25=40.96 -> 1024 were divided to 41 classes
If (Vin>40) and (Vin=<55) Then Jump3
IF (Vin>55) and (Vin=<70) Then Jump4
IF (Vin>70) and (Vin=<85) Then Jump5
IF (Vin>85) and (Vin=<100) Then Jump6
IF (Vin>100) and (Vin=<115) Then Jump7
IF (Vin>115) and (Vin=<130) Then Jump8
IF (Vin>130) and (Vin=<145) Then Jump9
IF (Vin>145) and (Vin=<160) Then Jump10
IF (Vin>160) and (Vin=<175) Then Jump11
IF (Vin>175) and (Vin=<190) Then Jump12
IF (Vin>190) and (Vin=<205) Then Jump13
IF (Vin>205) and (Vin=<220) Then Jump14
IF (Vin>220) and (Vin=<235) Then Jump15
IF (Vin>235) and (Vin=<250) Then Jump16
IF (Vin>250) and (Vin=<265) Then Jump17
IF (Vin>265) and (Vin=<280) Then Jump18
IF (Vin>280) and (Vin=<295) Then Jump19
IF (Vin>295) and (Vin=<310) Then Jump20
IF (Vin>310) and (Vin=<325) Then Jump21
IF (Vin>325) and (Vin=<340) Then Jump22
IF (Vin>340) and (Vin=<355) Then Jump23
IF (Vin>355) and (Vin=<370) Then Jump24
IF (Vin>370) and (Vin=<385) Then Jump25
IF (Vin>385) and (Vin=<400) Then Jump26
IF (Vin>400) and (Vin=<415) Then Jump27
IF (Vin>415) and (Vin=<430) Then Jump28
IF (Vin>430) and (Vin=<445) Then Jump29
IF (Vin>445) and (Vin=<460) Then Jump30
IF (Vin>460) and (Vin=<475) Then Jump31
IF (Vin>475) and (Vin=<490) Then Jump32
IF (Vin>490) and (Vin=<505) Then Jump33
IF (Vin>505) and (Vin=<520) Then Jump34
IF (Vin>520) and (Vin=<535) Then Jump35
IF (Vin>535) and (Vin=<550) Then Jump36
IF (Vin>550) and (Vin=<565) Then Jump37
IF (Vin>565) and (Vin=<580) Then Jump38
IF (Vin>580) and (Vin=<595) Then Jump39
IF (Vin>595) and (Vin=<610) Then Jump40
IF (Vin>610) and (Vin=<625) Then Jump41
IF (Vin>625) and (Vin=<640) Then Jump42
IF (Vin>640) and (Vin=<655) Then Jump43
IF (Vin>655) and (Vin=<670) Then Jump44
IF (Vin>670) and (Vin=<685) Then Jump45
IF (Vin>685) and (Vin=<700) Then Jump46
IF (Vin>700) and (Vin=<715) Then Jump47
IF (Vin>715) and (Vin=<730) Then Jump48
IF (Vin>730) and (Vin=<745) Then Jump49
IF (Vin>745) and (Vin=<760) Then Jump50
IF (Vin>760) and (Vin=<775) Then Jump51
IF (Vin>775) and (Vin=<790) Then Jump52
IF (Vin>790) and (Vin=<805) Then Jump53
IF (Vin>805) and (Vin=<820) Then Jump54
IF (Vin>820) and (Vin=<835) Then Jump55
IF (Vin>835) and (Vin=<850) Then Jump56
IF (Vin>850) and (Vin=<865) Then Jump57
IF (Vin>865) and (Vin=<880) Then Jump58
IF (Vin>880) and (Vin=<895) Then Jump59
IF (Vin>895) and (Vin=<910) Then Jump60
IF (Vin>910) and (Vin=<925) Then Jump61
IF (Vin>925) and (Vin=<940) Then Jump62
IF (Vin>940) and (Vin=<955) Then Jump63
IF (Vin>955) and (Vin=<970) Then Jump64
IF (Vin>970) and (Vin=<985) Then Jump65
IF (Vin>985) and (Vin=<1000) Then Jump66
IF Vin>1000 Then Jump67
Jump1:
PW=50 'PW=Actual pulse width/10, so 50 is equal to 500us=0.50ms
Gosub PulsMake 'Goto Subroutine PulsMake
Goto Loop
Jump2:
PW=53 'increment=3(=0.03ms) added to the above base value (=0.50ms)
Gosub PulsMake
Goto Loop
Jump3:PW=56:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump4:PW=59:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump5:PW=62:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump6:PW=65:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump7:PW=68:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump8:PW=71:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump9:PW=74:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump10:PW=77:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump11:PW=80:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump12:PW=83:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump13:PW=86:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump14:PW=89:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump15:PW=92:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump16:PW=95:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump17:PW=98:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump18:PW=101:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump19:PW=104:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump20:PW=107:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump21:PW=110:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump22:PW=113:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump23:PW=116:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump24:PW=119:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump25:PW=122:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump26:PW=125:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump27:PW=128:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump28:PW=131:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump29:PW=134:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump30:PW=137:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump31:PW=140:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump32:PW=143:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump33:PW=146:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump34:PW=149:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump35:PW=152:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump36:PW=155:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump37:PW=158:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump38:PW=161:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump39:PW=164:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump40:PW=167:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump41:PW=170:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump42:PW=173:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump43:PW=176:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump44:PW=179:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump45:PW=182:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump46:PW=185:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump47:PW=188:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump48:PW=191:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump49:PW=194:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump50:PW=197:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump51:PW=200:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump52:PW=203:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump53:PW=206:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump54:PW=209:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump55:PW=212:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump56:PW=215:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump57:PW=218:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump58:PW=221:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump59:PW=224:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump60:PW=227:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump61:PW=230:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump62:PW=233:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump63:PW=236:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump64:PW=239:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump65:PW=242:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump66:PW=245:Gosub PulsMake:Goto Loop
Jump67:PW=248:Gosub PulsMake:Goto Loop 'Actual pulse width=2.48ms
PulsMake: 'Subroutine
Pulsout ServOUT, PW 'Making a pulse with a width of PW*10us
Pauseus (20000-PW*10) 'Generating an 0V-level interval of (20000us - PW*10us) after the previous pulse
Return
End
'***** End of Program ******
'Note:
'melabs U2 Programmer's
configurations 12F683
'FOSC – INTOSCIO; WDTE - Enable; Power-up Timer – Enable; 'MCLRpin – Reset ; BODEN -
Enable; Internal External Switch Over – Enable,
'Fail-Safe Clock Monitor – Enable, Code - Disable; Data EPPROM – Disable
ボリュームの回転と同期してサーボモーターを１８０度回転させるプログラム - 分解能を１００に向上（２０１５．３．３追加） (
サーボモーターの動きの解像度をさらに上げる目的で、プログラムの分離クラス数を前の67から100に増加した(180度/100クラス=1.8度/クラス)。したがって、ボリュームを回すとモーター軸は１．８度づつ回転位置を変える（前の分離クラス数６７の場合は約２．７度）。実際ボリュームを回すとより細かく動作することが実感出来る。ボリュームを急速に回した時のモーター軸の追従性も前とほとんど変わらない。回路図は前と同じ。ADCが一生懸命動作していることが分かる。ただ、停止位置によって多少不安定さ（振動など）が時々出るようになった。プログラムが長く(メモリ4Kの内3508語使用)作成が大変だった。
（プログラムの一部修正２０１５．４．３）オシロで出力波幅（PW）と周期を検討したところ、ボリュームを回してPWを大きくしていくと周期も設定した２０msを超えて３０ms近くまで大きくなることが分かった。原因はPWが大きくなるほどプログラムの中の通過するステップ数が増え時間がかかってしまうためである。そこでPWに関連づけた補正が必要になる。具体的には従来のPauseus (20000-PW*10)に補正項 (PW-50)*47 を加えてPauseus ((20000-(PW*10))-(PW-50)*47)として使用した。ここでPW-50の５０はPWの初期値で、４７はオシロで波形を見ながら実験的に決めた値である。PWの全域で周期が２０msに保たれることが分かった。下表の（Table １）はADC（RA０）への入力電圧をボリュームを回して変え波幅を変えた時の周期を、補正なし、補正ありで測定し比較したものである。波幅はほぼ設定値になっていたが、周期の補正なしの場合は波幅の増加とともに周期が大きくなることが分かる。一方、補正を加えると周期はほぼ２０ms強と一定になることが分かる。
(Table 1)
ADCへの入力電圧、波幅と周期の間の関係
Relationship among ADC Input Voltage, Pulse Width (PW) and Cycle
|
ADCへの入力電圧 Input voltage to ADC |
波幅 Pulse Width (PW) |
周期 （補正なし）* * Cycle with no correction |
周期 （補正あり）** ** Cycle with correction |
|
5.0V |
2.47ms |
29.85ms |
20.88ms |
|
4.0V |
2.10ms |
28.12ms |
20.84ms |
|
3.0V |
1.69ms |
26.19ms |
20.80ms |
|
2.0V |
1.27ms |
24.13ms |
20.75ms |
|
1.5V |
1.07ms |
23.19ms |
20.68ms |
|
1.0V |
0.89ms |
22.24ms |
20.68ms |
|
0.75V |
0.77ms |
21.75ms |
20.72ms |
|
0.50V |
0.67ms |
21.17ms |
20.64ms |
|
0.26V |
0.59ms |
20.81ms |
20.64ms |
ADC=Analog to Digital Converter (RA0) of 16F688
Program used for this experiment: Servomotor16F688PotG.bas
* Pauseus (20000-PW*10) が使われた場 * when Pauseus (20000-PW*10) is used
** Pauseus ((20000-(PW*10))-(PW-50)*47) が使われた場合 ** when Pauseus ((20000-(PW*10))-(PW-50)*47) is used
Program (Newly added on 2015.3.3)
In this new program, the
180-degree rotary angle of servo motor axis was divided into 100 classes (180
degrees/100 classes=1.80 degrees/class), instead of 67 classes in the previous
program. As a result, it's rotation is finer and smoother though the rotary
stability somewhat lessens. The followability of motor axis to the rotation of
VR seems no different from that in the previous case (where 180 degrees were
divided into 67 classes). The same circuit diagram as above (Fig. 3) was used
for the new program. Because the program is unfortunately long and not
sophisticated, it consumed 3508 words out of 4K memories of 16F688.
(Program partly modified on 2015.4.3) It was found that the cycle (supposed to be 20ms) increased up to 30ms as PW was increased by turning VR. To solve this problem, a correction was made to the program by changing the existing Pauseus (20000-PW*10) to Pauseus ((20000-(PW*10))-(PW-50)*47). Here, 50 of (PW-50) is the starting PW value while 47 was experimentally decided. The result is satisfactory, keeping the cycle at about 20ms over the entire PW range. The above Table 1 shows the relationship among ADC Input Voltage, Pulse Width (PW) and Cycle. With the application of correction, the cycle values become almost constant or little more than 20ms over PW values from 0.59ms to 2.47ms.
'**************************************************
'Servomotor16F688PotG.bas 2015.2.18 2015.2.19 2015.2.24 2015.3.2 2015.4.3 correction applied works OK!
'Division increased up to 100 (2015.3.2)
'16F688 with internal clock 4MHz
'PicBasic Pro V2.50A used
'Servo motor used: SG92R
'Using PBP's PAUSEUS command (2015.2.15)
'******* Pin connection *********
'Pin 1: Vdd (5V)
'Pin 14: Vss (GND)
'Pin 13: PORTA.0: input - connected to VR=100K (analog value input)
'Pin 12: PORTA.1: output - connected to Signal input of Servomotor
'Pin 4: PORTA.3: input - connected to Reset
'All other pins - NC
'******* Program *********
Define ADC_BITS 10 '10-bit ADC used
Define ADC_CLOCK 3 'Internal clock used
Define ADC_SAMPLEUS 50 'Sample timing
ADCON0=%10000011
'=131 (decimal) 'bit7=1(right justified),bit6=0(volt refer-Vdd),
'bit5-4=0(unimplemented),bit3-2=00(channel0-An0),
'bit1=1(starts right away),bit0=1(on operation)
ANSEL=%00010001 'AN0 of A/D used
CMCON0=7 'turns off comparator function
TRISA=%00001001 '0-5.0V input from divider, input from Reset
TRISC=%00000000 'all are outputs
ServOUT var PORTA.1 'Servomotor driving signal out
A0 var PORTA.0
Vin var word
PW var byte 'PW=Pulse width
Lp: 'Lp=Loop
Vin=0
Adcin A0, Vin 'Read ADC ch-0 and store it in Vin
IF Vin=<20 Then Jp1 'Jump to Jp1
IF (Vin>20) and (Vin=<30) Then Jp2 '10 interval
IF (Vin>30) and (Vin=<40) Then Jp3 '0 - 5.0V // 1024, 1024 steps/10=102.4 -> 1024 were divided to 100 classes
IF (Vin>40) and (Vin=<50) Then Jp4
IF (Vin>50) and (Vin=<60) Then Jp5
IF (Vin>60) and (Vin=<70) Then Jp6
IF (Vin>70) and (Vin=<80) Then Jp7
IF (Vin>80) and (Vin=<90) Then Jp8
IF (Vin>90) and (Vin=<100) Then Jp9
IF (Vin>100) and (Vin=<110) Then Jp10
IF (Vin>110) and (Vin=<120) Then Jp11
IF (Vin>120) and (Vin=<130) Then Jp12
IF (Vin>130) and (Vin=<140) Then Jp13
IF (Vin>140) and (Vin=<150) Then Jp14
IF (Vin>150) and (Vin=<160) Then Jp15
IF (Vin>160) and (Vin=<170) Then Jp16
IF (Vin>170) and (Vin=<180) Then Jp17
IF (Vin>180) and (Vin=<190) Then Jp18
IF (Vin>190) and (Vin=<200) Then Jp19
IF (Vin>200) and (Vin=<210) Then Jp20
IF (Vin>210) and (Vin=<220) Then Jp21
IF (Vin>220) and (Vin=<230) Then Jp22
IF (Vin>230) and (Vin=<240) Then Jp23
IF (Vin>240) and (Vin=<250) Then Jp24
IF (Vin>250) and (Vin=<260) Then Jp25
IF (Vin>260) and (Vin=<270) Then Jp26
IF (Vin>270) and (Vin=<280) Then Jp27
IF (Vin>280) and (Vin=<290) Then Jp28
IF (Vin>290) and (Vin=<300) Then Jp29
IF (Vin>300) and (Vin=<310) Then Jp30
IF (Vin>310) and (Vin=<320) Then Jp31
IF (Vin>320) and (Vin=<330) Then Jp32
IF (Vin>330) and (Vin=<340) Then Jp33
IF (Vin>340) and (Vin=<350) Then Jp34
IF (Vin>350) and (Vin=<360) Then Jp35
IF (Vin>360) and (Vin=<370) Then Jp36
IF (Vin>370) and (Vin=<380) Then Jp37
IF (Vin>380) and (Vin=<390) Then Jp38
IF (Vin>390) and (Vin=<400) Then Jp39
IF (Vin>400) and (Vin=<410) Then Jp40
IF (Vin>410) and (Vin=<420) Then Jp41
IF (Vin>420) and (Vin=<430) Then Jp42
IF (Vin>430) and (Vin=<440) Then Jp43
IF (Vin>440) and (Vin=<450) Then Jp44
IF (Vin>450) and (Vin=<460) Then Jp45
IF (Vin>460) and (Vin=<470) Then Jp46
IF (Vin>470) and (Vin=<480) Then Jp47
IF (Vin>480) and (Vin=<490) Then Jp48
IF (Vin>490) and (Vin=<500) Then Jp49
IF (Vin>500) and (Vin=<510) Then Jp50
IF (Vin>510) and (Vin=<520) Then Jp51
IF (Vin>520) and (Vin=<530) Then Jp52
IF (Vin>530) and (Vin=<540) Then Jp53
IF (Vin>540) and (Vin=<550) Then Jp54
IF (Vin>550) and (Vin=<560) Then Jp55
IF (Vin>560) and (Vin=<570) Then Jp56
IF (Vin>570) and (Vin=<580) Then Jp57
IF (Vin>580) and (Vin=<590) Then Jp58
IF (Vin>590) and (Vin=<600) Then Jp59
IF (Vin>600) and (Vin=<610) Then Jp60
IF (Vin>610) and (Vin=<620) Then Jp61
IF (Vin>620) and (Vin=<630) Then Jp62
IF (Vin>630) and (Vin=<640) Then Jp63
IF (Vin>640) and (Vin=<650) Then Jp64
IF (Vin>650) and (Vin=<660) Then Jp65
IF (Vin>660) and (Vin=<670) Then Jp66
IF (Vin>670) and (Vin=<680) Then Jp67
IF (Vin>680) and (Vin=<690) Then Jp68
IF (Vin>690) and (Vin=<700) Then Jp69
IF (Vin>700) and (Vin=<710) Then Jp70
IF (Vin>710) and (Vin=<720) Then Jp71
IF (Vin>720) and (Vin=<730) Then Jp72
IF (Vin>730) and (Vin=<740) Then Jp73
IF (Vin>740) and (Vin=<750) Then Jp74
IF (Vin>750) and (Vin=<760) Then Jp75
IF (Vin>760) and (Vin=<770) Then Jp76
IF (Vin>770) and (Vin=<780) Then Jp77
IF (Vin>780) and (Vin=<790) Then Jp78
IF (Vin>790) and (Vin=<800) Then Jp79
IF (Vin>800) and (Vin=<810) Then Jp80
IF (Vin>810) and (Vin=<820) Then Jp81
IF (Vin>820) and (Vin=<830) Then Jp82
IF (Vin>830) and (Vin=<840) Then Jp83
IF (Vin>840) and (Vin=<850) Then Jp84
IF (Vin>850) and (Vin=<860) Then Jp85
IF (Vin>860) and (Vin=<870) Then Jp86
IF (Vin>870) and (Vin=<880) Then Jp87
IF (Vin>880) and (Vin=<890) Then Jp88
IF (Vin>890) and (Vin=<900) Then Jp89
IF (Vin>900) and (Vin=<910) Then Jp90
IF (Vin>910) and (Vin=<920) Then Jp91
IF (Vin>920) and (Vin=<930) Then Jp92
IF (Vin>930) and (Vin=<940) Then Jp93
IF (Vin>940) and (Vin=<950) Then Jp94
IF (Vin>950) and (Vin=<960) Then Jp95
IF (Vin>960) and (Vin=<970) Then Jp96
IF (Vin>970) and (Vin=<980) Then Jp97
IF (Vin>980) and (Vin=<990) Then Jp98
IF (Vin>990) and (Vin=<1000) Then Jp99
IF Vin>1000 Then Jp100
Jp1:PW=50:Gosub PM:Goto LP 'increment=2(=0.02ms) added to the base value (PW=50 is equal to 500us=0.50ms(pulse width))
Jp2:PW=52:Gosub PM:Goto LP
Jp3:PW=54:Gosub PM:Goto LP
Jp4:PW=56:Gosub PM:Goto LP
Jp5:PW=58:Gosub PM:Goto LP
Jp6:PW=60:Gosub PM:Goto LP
Jp7:PW=62:Gosub PM:Goto LP
Jp8:PW=64:Gosub PM:Goto LP
Jp9:PW=66:Gosub PM:Goto LP
Jp10:PW=68:Gosub PM:Goto LP
Jp11:PW=70:Gosub PM:Goto LP
Jp12:PW=72:Gosub PM:Goto LP
Jp13:PW=74:Gosub PM:Goto LP
Jp14:PW=76:Gosub PM:Goto LP
Jp15:PW=78:Gosub PM:Goto LP
Jp16:PW=80:Gosub PM:Goto LP
Jp17:PW=82:Gosub PM:Goto LP
Jp18:PW=84:Gosub PM:Goto LP
Jp19:PW=86:Gosub PM:Goto LP
Jp20:PW=88:Gosub PM:Goto LP
Jp21:PW=90:Gosub PM:Goto LP
Jp22:PW=92:Gosub PM:Goto LP
Jp23:PW=94:Gosub PM:Goto LP
Jp24:PW=96:Gosub PM:Goto LP
Jp25:PW=98:Gosub PM:Goto LP
Jp26:PW=100:Gosub PM:Goto LP
Jp27:PW=102:Gosub PM:Goto LP
Jp28:PW=104:Gosub PM:Goto LP
Jp29:PW=106:Gosub PM:Goto LP
Jp30:PW=108:Gosub PM:Goto LP
Jp31:PW=110:Gosub PM:Goto LP
Jp32:PW=112:Gosub PM:Goto LP
Jp33:PW=114:Gosub PM:Goto LP
Jp34:PW=116:Gosub PM:Goto LP
Jp35:PW=118:Gosub PM:Goto LP
Jp36:PW=120:Gosub PM:Goto LP
Jp37:PW=122:Gosub PM:Goto LP
Jp38:PW=124:Gosub PM:Goto LP
Jp39:PW=126:Gosub PM:Goto LP
Jp40:PW=128:Gosub PM:Goto LP
Jp41:PW=130:Gosub PM:Goto LP
Jp42:PW=132:Gosub PM:Goto LP
Jp43:PW=134:Gosub PM:Goto LP
Jp44:PW=136:Gosub PM:Goto LP
Jp45:PW=138:Gosub PM:Goto LP
Jp46:PW=140:Gosub PM:Goto LP
Jp47:PW=142:Gosub PM:Goto LP
Jp48:PW=144:Gosub PM:Goto LP
Jp49:PW=146:Gosub PM:Goto LP
Jp50:PW=148:Gosub PM:Goto LP
Jp51:PW=150:Gosub PM:Goto LP 'PW=150 is equal to 1500us=1.50ms (Central pulse width)
Jp52:PW=152:Gosub PM:Goto LP
Jp53:PW=154:Gosub PM:Goto LP
Jp54:PW=156:Gosub PM:Goto LP
Jp55:PW=158:Gosub PM:Goto LP
Jp56:PW=160:Gosub PM:Goto LP
Jp57:PW=162:Gosub PM:Goto LP
Jp58:PW=164:Gosub PM:Goto LP
Jp59:PW=166:Gosub PM:Goto LP
Jp60:PW=168:Gosub PM:Goto LP
Jp61:PW=170:Gosub PM:Goto LP
Jp62:PW=172:Gosub PM:Goto LP
Jp63:PW=174:Gosub PM:Goto LP
Jp64:PW=176:Gosub PM:Goto LP
Jp65:PW=178:Gosub PM:Goto LP
Jp66:PW=180:Gosub PM:Goto LP
Jp67:PW=182:Gosub PM:Goto LP
Jp68:PW=184:Gosub PM:Goto LP
Jp69:PW=186:Gosub PM:Goto LP
Jp70:PW=188:Gosub PM:Goto LP
Jp71:PW=190:Gosub PM:Goto LP
Jp72:PW=192:Gosub PM:Goto LP
Jp73:PW=194:Gosub PM:Goto LP
Jp74:PW=196:Gosub PM:Goto LP
Jp75:PW=198:Gosub PM:Goto LP
Jp76:PW=200:Gosub PM:Goto LP
Jp77:PW=202:Gosub PM:Goto LP
Jp78:PW=204:Gosub PM:Goto LP
Jp79:PW=206:Gosub PM:Goto LP
Jp80:PW=208:Gosub PM:Goto LP
Jp81:PW=210:Gosub PM:Goto LP
Jp82:PW=212:Gosub PM:Goto LP
Jp83:PW=214:Gosub PM:Goto LP
Jp84:PW=216:Gosub PM:Goto LP
Jp85:PW=218:Gosub PM:Goto LP
Jp86:PW=220:Gosub PM:Goto LP
Jp87:PW=222:Gosub PM:Goto LP
Jp88:PW=224:Gosub PM:Goto LP
Jp89:PW=226:Gosub PM:Goto LP
Jp90:PW=228:Gosub PM:Goto LP
Jp91:PW=230:Gosub PM:Goto LP
Jp92:PW=232:Gosub PM:Goto LP
Jp93:PW=234:Gosub PM:Goto LP
Jp94:PW=236:Gosub PM:Goto LP
Jp95:PW=238:Gosub PM:Goto LP
Jp96:PW=240:Gosub PM:Goto LP
Jp97:PW=242:Gosub PM:Goto LP
Jp98:PW=244:Gosub PM:Goto LP
Jp99:PW=246:Gosub PM:Goto LP
Jp100:PW=248:Gosub PM:Goto LP 'PW=248 is equal to 2480us=2.48ms (pulse width)
PM: 'Subroutine PM=PulseMake
Pulsout ServOUT, PW 'Making a pulse with a width of PW*10us
'Pauseus (20000-PW*10) 'was used, instead of the below, but later found that the cycle became wider (over 20ms) as the pulse width (PW) increased, requiring a correction
Pauseus ((20000-(PW*10))-(PW-50)*47) ' (PW-50)*47 is a correction that is used to make a cycle equal to almost 20ms. The figure 47 was experimentally determined.
Return
End
'***** End of Program ******
'Note:
'melabs U2
Programmer's configurations 12F683
'FOSC – INTOSCIO; WDTE - Enable; Power-up Timer – Enable; 'MCLRpin – Reset ; BODEN -
Enable; Internal External Switch Over – Enable,
'Fail-Safe Clock Monitor – Enable, Code - Disable; Data EPPROM – Disable
'上のServomotor16F688PotG.basを多少簡易化したプログラム（２０１５．３．２７追加）
上のプログラムがあまりに縦に長いのでラベルに使う英文字をできるだけ短くして書き換えた。機能は全く変わらない。PICのメモリ消費数が上のプログラムに比べ減るかと思ったが逆で、内蔵４Kの内３９９８語を消費していた。
（プログラムの一部修正２０１５．４．３）オシロで出力波幅（PW）と周期を検討したところ、ボリュームを回してPWを大きくしていくと周期も設定した２０msを超えて３０ms近くまで大きくなることが分かった。原因はPWが大きくなるほどプログラムの中の通過するステップ数が増え時間がかかってしまうためである。そこでPWに関連づけた補正が必要になる。具体的には従来のPauseus (20000-PW*10)に補正項PW-50)*51 を加えてPauseus ((20000-(PW*10))-(PW-50)*51)として使用した。ここで５１はオシロで波形を見ながら実験的に決めた。PWの全域で周期が２０msに保たれることが分かった。
Program (Slightly simplified from Servomotor16F688PotG.bas on 2015.3.27)
This program Servomotor16F688PotGmod.bas
is a simplified version of the above 'Servomotor16F688PotG.bas.
There is no functional difference between the two. Contrary to my expectations,
this program was found to consume 3998 words out of 4K memory of 16F688, more
than the above (3508 words). However, the program is shorter and its listing
looks tidier.
(Program partly modified on 2015.4.3) It
was found that the cycle (supposed to be 20ms) increased up to 30ms as PW was
increased by turning VR. To solve this problem, a correction was made to the
program by changing the existing Pauseus (20000-PW*10) to Pauseus
((20000-(PW*10))-(PW-50)*51). Here, 51 was experimentally decided. The
result is satisfactory, keeping the cycle at about 20ms over the entire PW
range.
'**************************************************
'Servomotor16F688PotGmod.bas 2015.3.27 2015.4.3 correction applied works OK!
'Division increased up to 100 (2015.3.2)
'16F688 with internal clock 4MHz
'PicBasic Pro V2.50A used
'Servo motor used: SG92R
'Using PBP's PAUSEUS command (2015.2.15)
'******* Pin connection *********
'Pin 1: Vdd (5V)
'Pin 14: Vss (GND)
'Pin 13: PORTA.0: input - connected to VR=100K (analog value input)
'Pin 12: PORTA.1: output - connected to Signal input of Servomotor
'Pin 4: PORTA.3: input - connected to Reset
'All other pins - NC
'******* Program *********
Define ADC_BITS 10 '10-bit ADC used
Define ADC_CLOCK 3 'Internal clock used
Define ADC_SAMPLEUS 50 'Sample timing
ADCON0=%10000011
'=131 (decimal) 'bit7=1(right justified),bit6=0(volt refer-Vdd),
'bit5-4=0(unimplemented),bit3-2=00(channel0-An0),
'bit1=1(starts right away),bit0=1(on operation)
ANSEL=%00010001 'AN0 of A/D used
CMCON0=7 'turns off comparator function
TRISA=%00001001 '0-5.0V input from divider, input from Reset
TRISC=%00000000 'all are outputs
ServOUT var PORTA.1 'Servomotor driving signal out
A0 var PORTA.0
Vin var word
PW var byte 'PW=Pulse width
Lp: 'Lp=Loop
Vin=0
Adcin A0, Vin 'Read ADC ch-0 and store it in Vin 'PW=50 is equal to 500us=0.50ms(pulse width)
IF Vin=<20 Then PW=50:Gosub PM:Goto LP 'increment of step =10
IF (Vin>20) and (Vin=<30) Then PW=52:Gosub PM:Goto LP '0 - 5.0V // 1024 steps, -> 1024 were divided to 100 classes
IF (Vin>30) and (Vin=<40) Then PW=54:Gosub PM:Goto LP 'increment of PW =2(=0.02ms) added to the base value
IF (Vin>40) and (Vin=<50) Then PW=56:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>50) and (Vin=<60) Then PW=58:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>60) and (Vin=<70) Then PW=60:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>70) and (Vin=<80) Then PW=62:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>80) and (Vin=<90) Then PW=64:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>90) and (Vin=<100) Then PW=66:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>100) and (Vin=<110) Then PW=68:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>110) and (Vin=<120) Then PW=70:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>120) and (Vin=<130) Then PW=72:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>130) and (Vin=<140) Then PW=74:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>140) and (Vin=<150) Then PW=76:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>150) and (Vin=<160) Then PW=78:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>160) and (Vin=<170) Then PW=80:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>170) and (Vin=<180) Then PW=82:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>180) and (Vin=<190) Then PW=84:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>190) and (Vin=<200) Then PW=86:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>200) and (Vin=<210) Then PW=88:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>210) and (Vin=<220) Then PW=90:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>220) and (Vin=<230) Then PW=92:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>230) and (Vin=<240) Then PW=94:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>240) and (Vin=<250) Then PW=96:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>250) and (Vin=<260) Then PW=98:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>260) and (Vin=<270) Then PW=100:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>270) and (Vin=<280) Then PW=102:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>280) and (Vin=<290) Then PW=104:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>290) and (Vin=<300) Then PW=106:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>300) and (Vin=<310) Then PW=108:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>310) and (Vin=<320) Then PW=110:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>320) and (Vin=<330) Then PW=112:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>330) and (Vin=<340) Then PW=114:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>340) and (Vin=<350) Then PW=116:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>350) and (Vin=<360) Then PW=118:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>360) and (Vin=<370) Then PW=120:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>370) and (Vin=<380) Then PW=122:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>380) and (Vin=<390) Then PW=124:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>390) and (Vin=<400) Then PW=126:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>400) and (Vin=<410) Then PW=128:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>410) and (Vin=<420) Then PW=130:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>420) and (Vin=<430) Then PW=132:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>430) and (Vin=<440) Then PW=134:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>440) and (Vin=<450) Then PW=136:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>450) and (Vin=<460) Then PW=138:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>460) and (Vin=<470) Then PW=140:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>470) and (Vin=<480) Then PW=142:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>480) and (Vin=<490) Then PW=144:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>490) and (Vin=<500) Then PW=146:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>500) and (Vin=<510) Then PW=148:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>510) and (Vin=<520) Then PW=150:Gosub PM:Goto LP 'PW=150 is equal to 1500us=1.50ms (Central pulse width)
IF (Vin>520) and (Vin=<530) Then PW=152:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>530) and (Vin=<540) Then PW=154:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>540) and (Vin=<550) Then PW=156:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>550) and (Vin=<560) Then PW=158:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>560) and (Vin=<570) Then PW=160:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>570) and (Vin=<580) Then PW=162:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>580) and (Vin=<590) Then PW=164:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>590) and (Vin=<600) Then PW=166:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>600) and (Vin=<610) Then PW=168:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>610) and (Vin=<620) Then PW=170:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>620) and (Vin=<630) Then PW=172:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>630) and (Vin=<640) Then PW=174:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>640) and (Vin=<650) Then PW=176:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>650) and (Vin=<660) Then PW=178:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>660) and (Vin=<670) Then PW=180:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>670) and (Vin=<680) Then PW=182:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>680) and (Vin=<690) Then PW=184:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>690) and (Vin=<700) Then PW=186:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>700) and (Vin=<710) Then PW=188:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>710) and (Vin=<720) Then PW=190:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>720) and (Vin=<730) Then PW=192:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>730) and (Vin=<740) Then PW=194:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>740) and (Vin=<750) Then PW=196:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>750) and (Vin=<760) Then PW=198:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>760) and (Vin=<770) Then PW=200:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>770) and (Vin=<780) Then PW=202:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>780) and (Vin=<790) Then PW=204:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>790) and (Vin=<800) Then PW=206:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>800) and (Vin=<810) Then PW=208:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>810) and (Vin=<820) Then PW=210:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>820) and (Vin=<830) Then PW=212:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>830) and (Vin=<840) Then PW=214:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>840) and (Vin=<850) Then PW=216:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>850) and (Vin=<860) Then PW=218:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>860) and (Vin=<870) Then PW=220:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>870) and (Vin=<880) Then PW=222:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>880) and (Vin=<890) Then PW=224:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>890) and (Vin=<900) Then PW=226:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>900) and (Vin=<910) Then PW=228:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>910) and (Vin=<920) Then PW=230:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>920) and (Vin=<930) Then PW=232:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>930) and (Vin=<940) Then PW=234:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>940) and (Vin=<950) Then PW=236:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>950) and (Vin=<960) Then PW=238:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>960) and (Vin=<970) Then PW=240:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>970) and (Vin=<980) Then PW=242:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>980) and (Vin=<990) Then PW=244:Gosub PM:Goto LP
IF (Vin>990) and (Vin=<1000) Then PW=246:Gosub PM:Goto LP
IF Vin>1000 Then PW=248:Gosub PM:Goto LP 'PW=248 is equal to 2480us=2.48ms (pulse width)
PM: 'Subroutine PM=PulseMake
Pulsout ServOUT, PW 'Making a pulse with a width of PW*10us
'Pauseus (20000-PW*10) 'was used, instead of the below, but later found that the cycle became wider (over 20ms) as the peak width (PW) increased, requiring a correction
Pauseus ((20000-(PW*10))-(PW-50)*51) ' (PW-50)*51 is a correction that is used to make a cycle equal to almost 20ms. The figure 51 was experimentally determined.
Return
End
'***** End of Program ******
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