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通訊實驗 遙控車駕駛座信號量測 通訊三甲 B 湯智瑋
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實驗一 測量遙控車油門、煞車、方向盤的可變電阻變化、對應之PPM發射與PWM接收波型 實驗目的:
經由量測發射端搖桿與接收端伺服馬達的信號，了解無線遙控器發射端跟接收端的信號編碼方式。以利未 來利用8051微處理機產生發送端PPM(Pulse position modulation脈衝位置調變) ，並於接收端解調成PWM(Pulse width modulation)信號。
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實驗 二 請將遙控車油門、煞車、方向 的輸出電壓、ADC輸出、PPM時間之間的關係式加以解釋，使用EXCEL製作曲線圖並加上漸進線，最後製作成PPT檔，上傳至e-campus。 換算Vo經過A/D轉換後的數值 分析PPM訊號和Vo的對應關係式 得到Vo和A/D的關係式 得到Vo和PPM的關係式 得到A/D和PPM的關係式
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實驗原理 發射端:遙控器的發射端是利用可變電阻將搖桿的變化轉換成 電壓，並輸入至A/D轉換器將類比訊號轉換成數位訊號。再利用 8051微處理器產生PPM的編碼(encoded)信號，最後經由VCO(Voltage controlled oscillator電壓控制震盪器)做FM調變 (modulation)。 接收端:遙控器的接收端是將接收端發射的信號降頻(down convert)及FM解調後得到PPM的信號。再由8051微處理器進行解碼(decode)，解碼後的信號為PWM，再利用此信號控制伺服馬達。
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實驗步驟 一. 搖控車控制模組，可分為三個控制信號: 油門、煞車、方向盤，每一個信號都對應一個可變電阻，電壓經由可變電阻分壓後輸入到A/D，不同的電壓會反應出不同的10Bits數位碼，利用程式依據不同的數位碼，形成不同的脈波位置，達到PPM的效果。 利用三用電表測量每一個控制動作的可變電阻值的變化量，將電阻量測結果填入下列表格。 量測的目的為利用量測的電壓，可得到A/D轉換的曲線，再利用程式的設計便能得到PPM的控制訊號。
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電壓，數位與PPM的轉換 Ex: T1 min = 500μs ， T1 max = 1500μs ， Vcc = 5V
GND ( V ) Vcc ( V ) 1023 T1 min (μs ) T1 max (μs ) Ex: T1 min = 500μs ， T1 max = 1500μs ， Vcc = 5V Vo : 3.3 = X : 1023 = (Y-500) : ( ) Vo 為你所量測出來的電壓值，求X和Y。
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量測方向盤的各項數值 方向(右) 0° 90° 180° 270° 360° 450° R1 (kΩ) 2.42 2.02 1.58
1.18 0.86 0.48 R2 (kΩ) 2.62 3.04 3.43 3.38 4.16 4.47 Rt=R1+R2 (kΩ) 5.04 5.06 5.01 5.02 4.95 Vo (V) 1.72 1.98 2.26 2.52 2.73 2.98 A/D ( 0~1023 ) 923.8 PPM(μs ) 1440 1360 1240 1120 1040 960 Rt (kΩ)—量測值 4.62 Vcc (V) 3.3
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換算Vo經過A/D轉換後的數值
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PPM訊號和Vo的對應關係式
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A/D和PPM的關係式
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To=360us
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方向盤轉90度 PPM=1.32ms 方向盤不動 => 0度 PPM=1.44ms 測量時少了一個T0所以在加360us
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方向盤轉180度 PPM=1.24ms 方向盤轉270度 PPM=1.12ms 測量時少了一個T0所以在加360us
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方向盤轉360度 PPM=1.04ms 方向盤轉450度 PPM=0.96ms 測量時少了一個T0所以在加360us
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方向盤轉-180度 PPM=1.8ms 方向盤轉-360度 PPM=1.92ms 方向盤轉-450度 PPM=2.40ms 測量時少了一個T0所以在加360us
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方向盤轉-90度 PPM=1.56ms 方向盤轉-180度 PPM=1.68ms 測量時少了一個T0所以在加360us
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量測油門的各項數值
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換算Vo經過A/D轉換後的數值
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PPM訊號和Vo的對應關係式 油門前進
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PPM訊號和Vo的對應關係式 油門後退
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A/D和PPM的關係式 油門前進
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A/D和PPM的關係式 油門後退
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測量時少了一個T0所以在加360us 油門不踩 PPM=1.48ms 油門向前踩2/3 PPM=1.40ms 油門向前踩1/3 PPM=1.44ms 油門向前全踩 PPM=1.36ms
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測量時少了一個T0所以在加360us 油門不踩 PPM=1.48ms 油門向後踩2/3 PPM=1.56ms 油門向後踩1/3 PPM=1.52ms 油門向後全踩 PPM=1.60ms
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量測煞車的各項數值 煞車 不踩 踩1/3 踩2/3 全踩 R1 (kΩ) 1.94 1.79 1.63 1.48 R2 (kΩ) 3.81
4.04 4.27 4.5 Rt=R1+R2 (kΩ) 5.75 5.83 5.9 5.98 Vo (V) 2.19 2.29 2.39 2.58 A/D ( 0~1023 ) PPM(μs ) 1800 1840 1920 2000 Rt(kΩ)—量測值 4.86 Vcc (V) 3.3
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換算Vo經過A/D轉換後的數值
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PPM訊號和Vo的對應關係式
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A/D和PPM的關係式
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測量時少了一個T0所以在加360us 煞車不踩 PPM=1.80ms 煞車踩2/3 PPM=1.92ms 煞車踩1/3 PPM=1.88ms 煞車全踩 PPM=2.0ms
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測量遙控器動作時PPM的變化與接收端的轉動
實驗步驟: PPM： 搖控器控制模組，可分為四個控制信號，每一個信號都對應一個PPM的Channel送出後，接收端將其轉成PWM使接收端動作。 PPM：每個Channel對應到的PPM最大值約為2ms，最小值約為1ms。 T0 約為400~500μs。 傳送ㄧ次PPM所需要的時間為一個週期T，裡面包含了4個可控制的Channel，分別為搖控器上的A，B，C，D。A控制CH2，B控制CH4，C控制CH3，D控制CH1。
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T(μs) 18ms T0(μs) 400us 一次週期T的時間=18ms 一個Channel的週期時間=400us
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A遙控 PPM PWM A通道中間值=1.40ms
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PPM 向上一半 向下一半 向下到底 向上到底
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PWM 向上一半 向下一半 向下到底 向上到底
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B遙控 PPM PWM B通道中間值=1.40ms
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PPM 向右一半 向左一半 向左到底 向右到底
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PWM 向右一半 向左一半 向左到底 向右到底
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C遙控 PPM PWM C通道中間值=1.40ms
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向下一半 PPM 向上一半 向下到底 向上到底
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向下一半 PWM 向上一半 向上到底 向下到底
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D遙控 PPM PWM D通道中間值=1.40ms
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向右一半 向左一半 PPM 向左到底 向右到底
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PWM 向右一半 向左一半 向左到底 向右到底
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參考資料 實驗講義PPT、avi 助教指導 指導老師: 田慶誠老師
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