Sterownik modelu helikoptera na STM32 z manipulatorami MEMS

Na rysunku 4 przedstawiono przebiegi ramki danych odpowiadające powyższym zależnościom, są one generowane programowo przez mikrokontroler STM32F4. Dla każdego pola przedstawiono ustawienia timera wbudowanego w mikorkontroler w trybie generacji przebiegu PWM, przy założeniu, że SystemCoreClock = 168 MHz.

Rys. 4. Przebiegi ramki danych wraz z ustawieniem timera w trybie generacji przebiegu PWM, przy założeniu, że SystemCoreClock = 168 MHz

Główna pętla maszyny stanów programu zaimplementowanego w programie dla mikrokontrolera:

switch (cState)
{
	case st_Start:
		nState = st_Yaw;
		TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 3200*2;
		TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
		TIM2->CCR1 = 1600*2;
		TIM2->CNT = 3200*2;
		cState = nState;
		break;
		
	case st_Yaw:
		nState = st_Pitch;
		Buffer_Yaw = (-1*Buffer[2]);
		if (((int8_t)Buffer_Yaw)>MoveRangeValue)
		{
			YAW_value = 127;
		}
		else if (((int8_t)Buffer_Yaw)<(-1*MoveRangeValue))
		{
			YAW_value = 0;
		}
		else if ((((int8_t)Buffer_Yaw)<(MoveRangeValue/2)) && (((int8_t)Buffer_Yaw)>(-1*MoveRangeValue/2)))
		{
			YAW_value = 63;	// engine off: 63 ~= 127/2
		}
		else
		{
			if((((int8_t)Buffer_Yaw+MoveRangeValue)*127/(2*MoveRangeValue)) > 127)
			{
				YAW_value = 127;
			}
			else
			{
				YAW_value = ((int8_t)Buffer_Yaw+MoveRangeValue)*127/(2*MoveRangeValue);
			}
		}
		SetCurrentPWMOutput(YAW_value);
		break;
		
	case st_Pitch:
		nState = st_Throttle;
		if (((int8_t)Buffer[0])>MoveRangeValue)
		{
			PITCH_value = 127;
		}
		else if (((int8_t)Buffer[0])<(-1*MoveRangeValue))
		{
			PITCH_value = 0;
		}
		else if ((((int8_t)Buffer[0])<(MoveRangeValue/3.5)) && (((int8_t)Buffer[0])>(-1*MoveRangeValue/3.5)))
		{
			PITCH_value = 63;	// engine off: 63 ~= 127/2
		}
		else
		{
			if((((int8_t)Buffer[0]+MoveRangeValue)*127/(2*MoveRangeValue)) > 127)
			{
				PITCH_value = 127;
			}
			else
			{
				PITCH_value = ((int8_t)Buffer[0]+MoveRangeValue)*127/(2*MoveRangeValue);
			}
		}
		SetCurrentPWMOutput(PITCH_value);
		break;
		
	case st_Throttle:
		nState = st_Adjust;
		uint8_t i;
		for(i = 8; i < 16; ++i)
		{
			if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE, (uint16_t)1 << i)==(uint8_t)Bit_SET)
			{
				varSetBit(Buffer_Throttle,i-8);
			}
			else
			{
				varClrBit(Buffer_Throttle,i-8);
			}
		}
		
		if (((int8_t)Buffer_Throttle)<0)
		{
			THROTTLE_value = 0;
		}
		else
		{
			if((((int8_t)Buffer_Throttle)*127/MoveRangeValue) > 127)
			{
				THROTTLE_value = 127;
			}
			else
			{
				THROTTLE_value = ((int8_t)Buffer_Throttle)*127/MoveRangeValue;
			}
		}
		SetCurrentPWMOutput(THROTTLE_value);
		break;
	
	case st_Adjust:
		nState = st_Stop;
		SetCurrentPWMOutput(ADJUST_value);
		break;
		
	case st_Stop:
		nState = st_Start;
		TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 32240*2;
		TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
		TIM2->CCR1 = 240*2;
		TIM2->CNT = 32240*2;
		cState = nState;
		break;
			
	default:
		break;
}

W celu wykorzystania płytki STM32F4DISCOVERY do sterowania helikoptera Syma 107, należy zmodyfikować nieznacznie jego kontroler. Należy wydobyć z obudowy płytkę kontrolera i przeciąć dwie ścieżki, aby wyodrębnić sam moduł nadawczy złożony z diod LED. Na fotografiach 5…11 przedstawiono kolejne etapy modyfikacji kontrolera Syma 107 i jego płytki.

Fot. 5. Kontroler helikoptera Syma 107 (optyczny, emisja sygnału odbywa się za pomocą IRED)

Fot. 6. Kontroler helikoptera Syma 107 po rozebraniu obudowy