Code für DC-Motorsteuerung R/L und PWM, Drehencoder und LCD

[MrMiffy08]

Hallo zusammen,

ich möchte eine Motorsteuerung aufbauen, mit einem Arduino Uno R3 und einem LCD-Shield von Sainsmart (http://www.sainsmart.com/arduino-compatibles-1/lcd-module/sainsmart-1602-lcd-keypad-shield-for-arduino-duemilanove-uno-mega2560-mega1280.html), die PWM geht auf ein Motorshield vom robotikhardware.de (http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=65&products_id=90) . Der Motor ist einer dieser Scheibenwischermotore vom Pollin (http://www.pollin.de/shop/dt/MjM1OTg2OTk-/Motoren/DC_Getriebemotoren/DC_Getriebemotor_mit_Spindel_200680_12_V_rechts.ht ml), 12Volt, 3,5A, unter Last max. 22A.
Ich will mit einem Drehencoder ansteuern, der zusätzlich einen Taster hat (für Start/Stop), R/L wird über Taster auf dem LCD-Shield geschaltet, die über eine Widerstandsleiter an einem Analogeingang abgefragt werden. Würde ich alle drei Taster an einen eigenen Port hängen, hätte ich genau einen zu wenig.

Also, das ganze ist aus mehreren Tuts zusammen gewürfelt, und da ich Programmieranfänger bin, stecken da sicher einige Fehler drin. Die Testhardware ist auch noch nicht ganz fertig, die Teile sind aber im Zulauf.

Nun meine Bitte: Könntet Ihr mal bitte auf meinen "zusammengewürfelten" Code schauen, ob da "dicke Hunde" drin stecken oder auch mehrere kleinere Fehlerchen, ich lerne noch...

Besonders unsicher bin ich, ob die Übergabe der Variablen encoderPos (ganz weit unten, bei Motor Steuerung) als PWM Wert überhaupt so funktioniert. Muss die nicht oben erst deklariert werden? Kann man das so machen?


/*
Interrupt Routine für Drehencoder von rafbuff, LCD vom SainSmart LCDShield, Motor Routine aus Tutorial

Das Dingens soll:
einen DC Motor rechts und links herum steuern, dabei die Geschwindigkeit per PWM
über den Drehencoder erhöhen/verringern, die Encoder-Werte auf dem LCD ausgeben.

Am LCD Shield sind einige Taster angebracht, die über eine Widerstandsleiter an
einem Analogeingang dekodiert werden. Stammt aus dem Example zum LCD-Shield. Das ist pfiffig, denn die digitalen Inputs
würden bei normaler Beschaltung jedes Tasters an einem digitalen In nicht
ausreichen...

*/
#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
char LCDChar[2]="";

// Drehencoder-Deklaration: A & B, Gnd in der Mitte, Achtung 100nF und 10k als Debouncer-Glied...
int motor1_A=5;
int motor1_B=4;
int motor1_PWM=13;

enum PinAssignments {
encoderPinA = 2, // rigth , Speed up
encoderPinB = 3, // left , Speed down
clearButton = ? // Stop-Button, Taster am Drehencoder
LinksButton = ? // Laufrichtung Links Taster
RechtsButton ? // Laufrichtung Rechts Taster
};

volatile unsigned int encoderPos = 0; // a counter for the dial
unsigned int lastReportedPos = 1; // change management
static boolean rotating=false; // debounce management

// interrupt service routine vars
boolean A_set = false;
boolean B_set = false;


//ab hier die Tasterabfrage:
************************************************** ******/
// select the pins used on the LCD panel
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

// define some values used by the panel and buttons
int backLight = 10; // LCD Panel Backlight LED connected to digital pin 10
int lightLevel = 255; // Initialise light full on
int lcd_key = 0;
int adc_key_in = 0;
#define btnRIGHT 0
#define btnUP 1
#define btnDOWN 2
#define btnLEFT 3
#define btnSELECT 4
#define btnNONE 5

// read the buttons
int read_LCD_buttons()
{
adc_key_in = analogRead(0); // read the value from the resistor-ladder
// my [Mark Bramwell's] buttons when read are centered at these valies: 0, 144, 329, 504, 741
// we add approx 50 to those values and check to see if we are close

if (adc_key_in > 1000) return btnNONE; // We make this the 1st option for speed reasons since it will be the most likely result
if (adc_key_in < 50) return btnRIGHT;
if (adc_key_in < 195) return btnUP;
if (adc_key_in < 380) return btnDOWN;
if (adc_key_in < 555) return btnLEFT;
if (adc_key_in < 790) return btnSELECT;
return btnNONE; // when all others fail, return this...
}
//************************************************** ******
void setup() {
//Motor Pins deklarieren:
pinMode(motor1_A,OUTPUT);
pinMode(motor1_B,OUTPUT);
//Encoder Pins decl.
pinMode(encoderPinA, INPUT);
pinMode(encoderPinB, INPUT);

//LCD starten
lcd.begin(16, 2); // 16x2 LCD panel
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("LCD KeyPadShield");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("<Character Set>");
delay(2000);

// Pullups setzen
digitalWrite(encoderPinA, HIGH);
digitalWrite(encoderPinB, HIGH);

// Encoder pin on interrupt 0 (pin 2)
attachInterrupt(0, doEncoderA, CHANGE);

// Encoder pin on interrupt 1 (pin 3)
attachInterrupt(1, doEncoderB, CHANGE);

}
//************************************************** ******
// main loop, work is done by interrupt service routines; set motor

void loop() {

lcd.clear();
for(int i=0; i<=255; i++){
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Drehzahl= ");
sprintf(LCDChar, "0x%02X", i);
lcd.print(LCDChar);
lcd.setCursor(5,1);
lcd.print(encoderPos, DEC);
delay(500);

//************************************************** ******
//ab hier geht's um den Drehencoder:
rotating = true; // reset the debouncer

if (lastReportedPos != encoderPos) {
lcd.print("Geschwind.: ");
lcd.print( encoderPos, DEC);
lastReportedPos = encoderPos;
}
if (digitalRead(clearButton) == LOW ) {
encoderPos = 0;
}
}

// Interrupt on A changing state
void doEncoderA(){
// debounce
if ( rotating ) delay (1); // wait a little - 1 ms - until the bouncing is

done

// Test transition, did things really change?
if( digitalRead(encoderPinA) != A_set ) { // debounce once more
A_set = !A_set;

// adjust counter + if A leads B
if ( A_set && !B_set )
encoderPos += 10;

rotating = false; // no more debouncing until loop() hits again
}
}

// Interrupt on B changing state, same as A above
void doEncoderB(){
if ( rotating ) delay (1);
if( digitalRead(encoderPinB) != B_set ) {
B_set = !B_set;
// adjust counter - 1 if B leads A
if( B_set && !A_set )
encoderPos -= 10;

rotating = false; // no more debouncing until loop() hits again
}

// ab hier - die Motor Ansteuerung
//************************************************** ******
// Rechts drehen
digitalWrite(motor1_A,HIGH); // A = HIGH and B = LOW means the motor will turn right
digitalWrite(motor1_B,LOW);
digitalRead(motor1_Speed, encoderPos); // speed is taken over from encoder

Position

}
//Links drehen

digitalWrite(motor1_A,LOW); // A = LOW and B = HIGH means the motor will turn left
digitalWrite(motor1_B,HIGH);
digitalRead(motor1_Speed, encoderPos); // speed is taken over from encoder

Position

}
//Ab hier die Tastenabfrage und Ausgabe auf LCD:
{
switch (lcd_key) // depending on which button was pushed, we perform an action
{
case btnRIGHT:
{
lcd.print("LED On ");
lightLevel = 255;
break;
}
case btnLEFT:
{
lcd.print("LED Off ");
lightLevel = 1;
break;
}
case btnUP:
{
lcd.print("LED Fade Up ");
if (lightLevel < 255) lightLevel += 1;
break;
}
case btnDOWN:
{
lcd.print("LED Fade Down ");
if (lightLevel > 1) lightLevel -= 1;
break;
}
case btnSELECT:
{
lcd.print("Select ");
break;
}
case btnNONE:
{
lcd.print(" ");
break;
}
}

}

}




PS: den Code für die Taster am Analogeingang habe ich grade noch hinzugefügt.


Ist es besser, den ganzen Sermon mal mehr in Einzelteile zu zerlegen?



Vielen Dank auf jeden Fall schon mal im Voraus für Eure Hilfe!

Schöne Grüße, MrMiffy08

[MrMiffy08]

Also ich zerlege mein Gewusel mal:

Diese Routine wird einwandfrei kompiliert, ob sie funktioniert weiß ich mangels Testumgebung noch nicht.



// by rafbuff on: http://playground.arduino.cc/Main/RotaryEncoders#Debounce
//including debouncer: 100nF from A&B to gnd and 10k each to signal pin


// usually the rotary encoders three pins have the ground pin in the middle
enum PinAssignments {
encoderPinA = 2, // rigth
encoderPinB = 3, // left
clearButton = 8 // another two pins
};

volatile unsigned int encoderPos = 0; // a counter for the dial
unsigned int lastReportedPos = 1; // change management
static boolean rotating=false; // debounce management

// interrupt service routine vars
boolean A_set = false;
boolean B_set = false;


void setup() {

pinMode(encoderPinA, INPUT);
pinMode(encoderPinB, INPUT);
pinMode(clearButton, INPUT);
// turn on pullup resistors
digitalWrite(encoderPinA, HIGH);
digitalWrite(encoderPinB, HIGH);
digitalWrite(clearButton, HIGH);

// encoder pin on interrupt 0 (pin 2)
attachInterrupt(0, doEncoderA, CHANGE);
// encoder pin on interrupt 1 (pin 3)
attachInterrupt(1, doEncoderB, CHANGE);

Serial.begin(9600); // output
}

// main loop, work is done by interrupt service routines, this one only prints stuff
void loop() {
rotating = true; // reset the debouncer

if (lastReportedPos != encoderPos) {
Serial.print("Index:");
Serial.println(encoderPos, DEC);
lastReportedPos = encoderPos;
}
if (digitalRead(clearButton) == LOW ) {
encoderPos = 0;
}
}

// Interrupt on A changing state
void doEncoderA(){
// debounce
if ( rotating ) delay (1); // wait a little until the bouncing is done

// Test transition, did things really change?
if( digitalRead(encoderPinA) != A_set ) { // debounce once more
A_set = !A_set;

// adjust counter + if A leads B
if ( A_set && !B_set )
encoderPos += 1;

rotating = false; // no more debouncing until loop() hits again
}
}

// Interrupt on B changing state, same as A above
void doEncoderB(){
if ( rotating ) delay (1);
if( digitalRead(encoderPinB) != B_set ) {
B_set = !B_set;
// adjust counter - 1 if B leads A
if( B_set && !A_set )
encoderPos -= 1;

rotating = false;
}
}





Dann noch die LCD-Routine: Hab noch was eleganteres als oben gefunden, eine Library von Phaiax (@ github.com/Phaiax/sainsmartkeypad) die den Sketch kürzer macht:
Wird ebenfalls ohne Fehlermeldung kompiliert.


#include <LiquidCrystal.h>

#include "Arduino.h"

// github.com/Phaiax/sainsmartkeypad
#include "sainsmartkeypad.h"

LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
SainsmartKeypad keypad(0);
int value = 0;
uint8_t key;

void setup() {
lcd.begin(16, 2);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Keypad Example");
}

void loop() {
key = keypad.getKey_fastscroll();

// Try the other possibilities:
// (Only one at a time.
// fastscroll, waitrelease and periodic
// won't work next to each other.)

//key = keypad.getKey_waitrelease(); // without fastscroll but usable
//key = keypad.getKey_periodic(); // not quite usable
//key = keypad.getKey_instant(); // not quite usable

if(key != SAMPLE_WAIT) // Do not refresh screen every loop
{
switch(key)
{
case UP_KEY:
value++;
break;
case DOWN_KEY:
value--;
break;
}
lcd.setCursor(5,1);
lcd.print(value);
lcd.print(" ");
}
}


So jetzt fehlt noch die Motor-Steuerung, die hab ich aus einem Tutorial, das ich grade nicht wiederfinde.
Auch dieser Schnipsel wird fehlerfrei kompiliert.




// Motorsteuerung mit L293 bzw. anderen Endstufen mittels Speed und Dir

// Geschwindigkeit per PWM

int halt = 2; // Taster "halt"
int links = 3; // Taster "links"
int rechts = 4; // Taster "rechts"
int PWMPin = 9; // PWM Signal Motor
int MotorPlus = 6; // Links/Rechts Motor
int MotorMinus = 7; // Links/Rechts Motor
int SpeedPin = 0; // Eingang Poti
int Speed = 0; // Geschwindigkeit
char richtung = 'H';

void setup()
{
pinMode(MotorPlus, OUTPUT); // Motorsteuerung
pinMode(MotorMinus, OUTPUT); // Motorsteuerung
pinMode(halt,INPUT); // Taster "halt"
digitalWrite(halt,HIGH); // PullUp an
pinMode(links,INPUT); // Taster "links"
digitalWrite(links,HIGH); // PullUp an
pinMode(rechts,INPUT); // Taster "rechts"
digitalWrite(rechts,HIGH); // PullUp an
}

void loop()
{

// Sollwert einlesen
Speed = analogRead(SpeedPin) / 4; // 1024:4=256
// Ausgabe PWM
analogWrite(PWMPin, Speed);
// Taster abfragen
if(digitalRead(links)==0){
richtung='L';}
if(digitalRead(rechts)==0){
richtung='R';}
if(digitalRead(halt)==0){
richtung='H';}

// Motor Links

if (richtung=='L'){
digitalWrite(MotorPlus, HIGH);
digitalWrite(MotorMinus, LOW);}
// Motor Rechts

if (richtung=='R'){
digitalWrite(MotorPlus, LOW);
digitalWrite(MotorMinus, HIGH);}

// Motor Halt

if (richtung=='H'){
digitalWrite(MotorPlus, LOW);
digitalWrite(MotorMinus, LOW);}
delay(100);
}






Das Problem ist nun mal wieder, diese drei Schnipsel zu einem funktionierenden Code zu verheiraten. Im ersten Beitrag habe ich es mal versucht, das Ding spuckt aber jede Menge Fehlermeldungen aus.

In der "Motorsteuerung" muss ich die Taster umfiedeln auf die Definitionen vom Keypad auf dem LCD-Shield, und die Übergabe aus dem Drehencoder in die Speed-Variable ist auch noch so ein Problem. Ich versuch es einfach mal:

Wenn ich jetzt hingehe und die drei Teile erneut zusammenfüge, dabei möglichst die Deklarationen nach oben packe und die Funktionen hintereinander stelle kommt schon mal dieses heraus:





//2. Versuch einer Zusammenfassung der drei Programmteile


#include <LiquidCrystal.h>



// select the pins used on the LCD panel
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

// define some values used by the panel and buttons
int backLight = 10; // LCD Panel Backlight LED connected to digital pin 10
int lightLevel = 255; // Initialise light full on
int lcd_key = 0;
int adc_key_in = 0;
#define btnRIGHT 0
#define btnUP 1
#define btnDOWN 2
#define btnLEFT 3
#define btnSELECT 4
#define btnNONE 5
//Hier versteh ich die Zuordnung nicht: was macht #define btnRIGHT 0 ???

//So, und hier muss natürlich die Pin-Zuordnung geändert werden wg. dem LCD und den anderen Tastern.

int halt = ; // Taster "halt" das soll eigentlich der SS:Button sein!
int links = ; // Taster "links" das müsste btnLEFT sein
int rechts = ; // Taster "rechts" das sollte btnRIGHT sein
int PWMPin = ; // PWM Signal Motor
int MotorPlus = ; // Links/Rechts Motor
int MotorMinus = ; // Links/Rechts Motor
int SpeedPin = 0; // Eingang Poti
int Speed = 0; // Geschwindigkeit
char richtung = 'H';



// read the buttons
int read_LCD_buttons()
{
adc_key_in = analogRead(0); // read the value from the sensor
// my [Mark Bramwell's] buttons when read are centered at these valies: 0, 144, 329, 504, 741
// we add approx 50 to those values and check to see if we are close
if (adc_key_in > 1000) return btnNONE; // We make this the 1st option for speed reasons since it will be the most likely result
if (adc_key_in < 50) return btnRIGHT;
if (adc_key_in < 195) return btnUP;
if (adc_key_in < 380) return btnDOWN;
if (adc_key_in < 555) return btnLEFT;
if (adc_key_in < 790) return btnSELECT;
return btnNONE; // when all others fail, return this...
}


// usually the rotary encoders three pins have the ground pin in the middle

enum PinAssignments {
encoderPinA = 2, // rigth
encoderPinB = 3, // left
SS_Button = 8, // another two pins Start Stop Button
};

volatile unsigned int encoderPos = 0; // a counter for the dial
unsigned int lastReportedPos = 1; // change management
static boolean rotating=false; // debounce management

// interrupt service routine vars
boolean A_set = false;
boolean B_set = false;



void setup()
{
lcd.begin(16, 2); // start the LCD library
lcd.setCursor(0,0); // move cursor to beginning of line "0"
lcd.print("Backlight adjust"); // print a simple message
}
//Setup-Teil für Drehencoder {
pinMode(encoderPinA, INPUT);
pinMode(encoderPinB, INPUT);
pinMode(SS_Button, INPUT);
// turn on pullup resistors
digitalWrite(encoderPinA, HIGH);
digitalWrite(encoderPinB, HIGH);
digitalWrite(SS_Button, HIGH);

// encoder pin on interrupt 0 (pin 2)
attachInterrupt(0, doEncoderA, CHANGE);
// encoder pin on interrupt 1 (pin 3)
attachInterrupt(1, doEncoderB, CHANGE);

}
//Setup-Teil Motorsteuerung:
{
pinMode(MotorPlus, OUTPUT); // Motorsteuerung
pinMode(MotorMinus, OUTPUT); // Motorsteuerung
pinMode(halt,INPUT); // Taster "halt"
digitalWrite(halt,HIGH); // PullUp an
pinMode(links,INPUT); // Taster "links"
digitalWrite(links,HIGH); // PullUp an
pinMode(rechts,INPUT); // Taster "rechts"
digitalWrite(rechts,HIGH); // PullUp an
}


void loop()
{
analogWrite(backLight, lightLevel);
lcd.setCursor(13,1); // move to position 13 on the second line
lcd.print(lightLevel);

lcd.setCursor(0,1); // move to the begining of the second line
lcd_key = read_LCD_buttons(); // read the buttons

switch (lcd_key) // depending on which button was pushed, we perform an action
{
case btnRIGHT:
{
lcd.print("LED On ");
lightLevel = 255;
break;
}
case btnLEFT:
{
lcd.print("LED Off ");
lightLevel = 1;
break;
}
case btnUP:
{
lcd.print("LED Fade Up ");
if (lightLevel < 255) lightLevel += 1;
break;
}
case btnDOWN:
{
lcd.print("LED Fade Down ");
if (lightLevel > 1) lightLevel -= 1;
break;
}
case btnSELECT:
{
lcd.print("Select ");
break;
}
case btnNONE:
{
lcd.print(" ");
break;
}
}

}

// main loop Debouncer & Encoder, work is done by interrupt service routines, this one only prints stuff

rotating = true; // reset the debouncer

if (lastReportedPos != encoderPos) {
lcd.print("Index:");
lcd.print(encoderPos, DEC);
lastReportedPos = encoderPos;
}
if (digitalRead(SS_Button) == LOW ) {
encoderPos = 0;
}
}

// Interrupt on A changing state
void doEncoderA(){
// debounce
if ( rotating ) delay (1); // wait a little until the bouncing is done

// Test transition, did things really change?
if( digitalRead(encoderPinA) != A_set ) { // debounce once more
A_set = !A_set;

// adjust counter + if A leads B
if ( A_set && !B_set )
encoderPos += 1;

rotating = false; // no more debouncing until loop() hits again
}
}

// Interrupt on B changing state, same as A above
void doEncoderB(){
if ( rotating ) delay (1);
if( digitalRead(encoderPinB) != B_set ) {
B_set = !B_set;
// adjust counter - 1 if B leads A
if( B_set && !A_set )
encoderPos -= 1;

rotating = false;
}
}

{

// Sollwert einlesen
Speed = analogRead(SpeedPin) / 4; // 1024:4=256
analogWrite(PWMPin, Speed); // Ausgabe PWM
if(digitalRead(links)==0){ // Taster abfragen
richtung='L';}
if(digitalRead(rechts)==0){
richtung='R';}
if(digitalRead(halt)==0){
richtung='H';}
// Motor Links
if (richtung=='L'){
digitalWrite(MotorPlus, HIGH);
digitalWrite(MotorMinus, LOW);}
// Motor Rechts

if (richtung=='R'){
digitalWrite(MotorPlus, LOW);
digitalWrite(MotorMinus, HIGH);}

// Motor Halt

if (richtung=='H'){
digitalWrite(MotorPlus, LOW);
digitalWrite(MotorMinus, LOW);}
delay(100);
}



Und hier also meine ersten Fragen:
Wie kriege ich das hier hin:


#define btnNONE 5
//Hier versteh ich die Zuordnung nicht: was macht #define btnRIGHT 0 ???

//So, und hier muss natürlich die Pin-Zuordnung geändert werden wg. dem LCD und den anderen Tastern.

int halt = ; // Taster "halt" das soll eigentlich der SS:Button sein!
int links = ; // Taster "links" das müsste btnLEFT sein
int rechts = ; // Taster "rechts" das sollte btnRIGHT sein


So viel für heute erst mal....

Schönen Dank für Eure HIlfe!

Grüße, MM

[MrMiffy08]

Und weiter ging es Hier (https://www.roboternetz.de/community/threads/63891-Motor-Shield-Steuerung-Up-Down-geht-nicht), da ist auch ein halbwegs funktionierender Code drin....

Grüße, MM