Подключение серводвигателя к STM32F103C8: схема и программа

В современной электронике, а особенно в проектах робототехники, широкое применение находят серводвигатели (сервомоторы), которые отличаются небольшими размерами, энергоэффективностью и точностью. Также они обеспечивают большой крутящий момент и могут передвигать или поднимать различные грузы. В данной статье мы рассмотрим подключение серводвигателя к плате STM32F103C8, также известной под названием STM32 Blue Pill ("синяя таблетка"). Для регулировки положения сервомотора будет использоваться потенциометр, а угол поворота оси сервомотора будет отображаться на экране ЖК дисплея 16х2.

Ранее на нашем сайте мы рассматривали подключение серводвигателя к следующим микроконтроллерам (платам):

Необходимые компоненты

Плата разработки STM32F103C8 (STM32 Blue Pill) (купить на AliExpress).
Сервомотор SG90 (купить на AliExpress).
ЖК дисплей 16x2 (купить на AliExpress).
Потенциометр – 2шт. (купить на AliExpress).
Макетная плата.
Соединительные провода.

Схема проекта

Схема подключения серводвигателя к плате STM32F103C8 (Blue Pill) представлена на следующем рисунке.

В плате STM32F103C8 имеется 10 контактов АЦП (PA0-PB1), из них мы будем использовать только один (PA3) для подключения потенциометра и установки с помощью него угла поворота серводвигателя.

Также плата STM32F103C8 содержит 15 ШИМ контактов (PA0, PA1, PA2, PA3, PA6, PA7, PA8, PA9, PA10, PB0, PB1, PB6, PB7, PB8, PB9), в нашем проекте мы будем использовать только один из них для подачи импульсов на ШИМ контакт сервомотора (обычно он оранжевого цвета).

Более подробно про использование АЦП и ШИМ в плате STM32F103C8 (Blue Pill) вы можете прочитать в следующих статьях:

Соединения между платой STM32F103C8 и ЖК дисплеем представлены в следующей таблице.

Плата STM32F103C8	ЖК дисплей
GND	VSS
+5V	VDD
средний контакт потенциометра	V0
PB0	RS
GND	RW
PB1	E
PB10	D4
PB11	D5
PC13	D6
PC14	D7
+5V	A
GND	K

Соединения между платой STM32F103C8 и сервомотором представлены в следующей таблице.

Плата STM32F103C8	Сервомотор
+5V	RED (+5V)
PA0	ORANGE (PWM pin)
GND	BROWN (GND)

Также в нашей схеме мы использовали два потенциометра. Потенциометр в правой части схемы для регулировки контрастности ЖК дисплея, его центральный контакт подключен к контакту V0 дисплея. Потенциометр в левой части схемы используется для задания положения оси сервомотора, его левый контакт подключен к контакту 3.3V платы STM32F103C8, правый – к контакту GND платы, а центральный – к контакту PA3 платы.

Объяснение программы для платы STM32

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.

Программировать плату STM32 мы будем с помощью Arduino IDE через USB порт без использования FTDI программатора. Таким образом, она будет программироваться фактически также, как и обычные платы Arduino.

Первым делом в программе подключим библиотеки для работы с серводвигателем и ЖК дисплеем.

#include<Servo.h>
#include<LiquidCrystal.h>

1 2	#include<Servo.h> #include<LiquidCrystal.h>

Затем укажем контакты платы, к которым подключен ЖК дисплей и создадим объект для работы с ним. Также объявим контакты, к которым подключаются серводвигатель и потенциометр.

const int rs = PB0, en = PB1, d4 = PB10 , d5 = PB11 , d6 = PC13, d7 = PC14;
LiquidCrystal lcd(rs,en,d4,d5,d6,d7);
int servoPin = PA0;
int potPin = PA3;

const int rs = PB0, en = PB1, d4 = PB10 , d5 = PB11 , d6 = PC13, d7 = PC14;

LiquidCrystal lcd(rs,en,d4,d5,d6,d7);

int servoPin = PA0;

int potPin = PA3;

Далее создадим объект класса Servo для работы с серводвигателем и прикрепим его к ранее указанному ШИМ контакту.

Servo servo;
servo.attach(servoPin);

1 2	Servo servo; servo.attach(servoPin);

После этого считаем аналоговое значение с контакта PA3 (контакт АЦП) и преобразуем его из аналогового напряжения (0-3.3) в цифровую форму (0-4095).

analogRead(potPin);

1	analogRead(potPin);

Поскольку контакты АЦП у нас имеют 12-битное разрешение (диапазон чисел от 0 до 4096), а допустимый угол поворота оси серводвигателя у нас лежит в диапазоне (0-170), то для преобразования из диапазона значений на выходе АЦП (0-4096) в диапазон (0-170) разделим значение с выхода АЦП на 24. Эту задачу можно также выполнить с помощью функции map.

angle = (reading/24);

1	angle = (reading/24);

И, наконец, дадим команду серводвигателю на поворот его оси на заданный угол.

servo.write(angle);

1	servo.write(angle);

Исходный код программы (скетча)

#include<Servo.h>                                                          //подключение библиотеки для работы с сервомотором
#include<LiquidCrystal.h>                                               // подключение библиотеки для работы с ЖК дисплеем
const int rs = PB0, en = PB1, d4 = PB10 , d5 = PB11 , d6 = PC13, d7 = PC14;   //укажем контакты, к которым подключен ЖК дисплей
LiquidCrystal lcd(rs,en,d4,d5,d6,d7);                               //создадим объект для работы с ЖК дисплеем
int servoPin = PA0;                                //контакт, с которого мы будем управлять сервомотором 
int potPin = PA3;                                  //контакт, к которому подключен потенциометр 
Servo servo;                                       // создаем объект для управления сервомотором
void setup()                            
{ 
  lcd.begin(16,2);                         //указываем тип ЖК дисплея 16x2
  lcd.setCursor(0,0);                      //устанавливаем курсор в 1-й столбец 1-й строки
  lcd.print("CIRCUIT DIGEST");             //puts CIRCUIT DIGEST in LCD
  lcd.setCursor(0,1);                      // устанавливаем курсор в 1-й столбец 2-й строки
  lcd.print("SERVO WITH STM32");           //puts SERVO WITH STM32 in LCD
  delay(3000);                             // задержка 3 секунды
  lcd.clear();                             // очищаем экран дисплея
  servo.attach(servoPin);   // присоединяем объект сервомотора к заданному контакту
  
}
void loop()
{
 lcd.clear();                                                                 // очищаем экран дисплея
 int angle;                                                                   // переменная для хранения угла поворота сервомотора
 int reading;                                                                 //переменная для хранения значения с выхода АЦП
 reading = analogRead(potPin);                                                // считываем значение с выхода АЦП на контакте PA3
 angle = (reading/24);                                                        // делим значение с выхода АЦП на 24 чтобы получить максимальный угол поворота 170 градусов
 servo.write(angle);                                                          // вращаем ось сервомотора на угол angle
 lcd.setCursor(0,0);                                                          // устанавливаем курсор в 1-й столбец 1-й строки
 lcd.print("ANGLE:");                                                         //выводим слово ANGLE на ЖК дисплей
 lcd.print(angle);                                                            //выводим значение угла на ЖК дисплей
 delay(100);                                                                  //задержка 100 мс
}

#include<Servo.h> //подключение библиотеки для работы с сервомотором

#include<LiquidCrystal.h> // подключение библиотеки для работы с ЖК дисплеем

const int rs = PB0, en = PB1, d4 = PB10 , d5 = PB11 , d6 = PC13, d7 = PC14; //укажем контакты, к которым подключен ЖК дисплей

LiquidCrystal lcd(rs,en,d4,d5,d6,d7); //создадим объект для работы с ЖК дисплеем

int servoPin = PA0; //контакт, с которого мы будем управлять сервомотором

int potPin = PA3; //контакт, к которому подключен потенциометр

Servo servo; // создаем объект для управления сервомотором

void setup()

{

lcd.begin(16,2); //указываем тип ЖК дисплея 16x2

lcd.setCursor(0,0); //устанавливаем курсор в 1-й столбец 1-й строки

lcd.print("CIRCUIT DIGEST"); //puts CIRCUIT DIGEST in LCD

lcd.setCursor(0,1); // устанавливаем курсор в 1-й столбец 2-й строки

lcd.print("SERVO WITH STM32"); //puts SERVO WITH STM32 in LCD

delay(3000); // задержка 3 секунды

lcd.clear(); // очищаем экран дисплея

servo.attach(servoPin); // присоединяем объект сервомотора к заданному контакту

}

void loop()

{

lcd.clear(); // очищаем экран дисплея

int angle; // переменная для хранения угла поворота сервомотора

int reading; //переменная для хранения значения с выхода АЦП

reading = analogRead(potPin); // считываем значение с выхода АЦП на контакте PA3

angle = (reading/24); // делим значение с выхода АЦП на 24 чтобы получить максимальный угол поворота 170 градусов

servo.write(angle); // вращаем ось сервомотора на угол angle

lcd.setCursor(0,0); // устанавливаем курсор в 1-й столбец 1-й строки

lcd.print("ANGLE:"); //выводим слово ANGLE на ЖК дисплей

lcd.print(angle); //выводим значение угла на ЖК дисплей

delay(100); //задержка 100 мс

}

Видео, демонстрирующее работу проекта

(Проголосуй первым!)

Загрузка...

849 просмотров

И. говорит 07.02.2023 в 14:44:

Подключение серводвигателя к STM32F103C8 (Blue Pill)
Все это здорово...а мне надо подключить 8 сервоприводов и четыре шаговика....и как ,выдержит она по питанию или все просядет...Для Ардуино есть специальные доп. платы развязки для подключения серв с отдельным питанием.....

Ответить ↓
- admin-new говорит 09.02.2023 в 15:16:
  
  Добрый день. Скорее всего, такое количество двигателей по питанию она не выдержит и нужно использовать аналогичные как и для Ардуино схемы развязки, а для управления шаговыми двигателями использовать микросхемы драйверов двигателей или готовые модули на их основе
  
  Ответить ↓

Подключение серводвигателя к STM32F103C8 (Blue Pill)

Необходимые компоненты

Схема проекта

Объяснение программы для платы STM32

Исходный код программы (скетча)

Видео, демонстрирующее работу проекта

Комментарии

Подключение серводвигателя к STM32F103C8 (Blue Pill) — 2 комментария

Добавить комментарий Отменить ответ

Необходимые компоненты

Схема проекта

Объяснение программы для платы STM32

Исходный код программы (скетча)

Видео, демонстрирующее работу проекта

Похожие статьи

Добавить комментарий Отменить ответ