Styresystem for kybernetisk håndleddsprotese - NTNU

Kapittel 5. Moduldesign 27
Hall C
Hall A
Hall B
8
7
6
5
4
3
2
1
J1
MOTOR
VCC
U3
1
2
3
BAV756S
U4
1
2
3
BAV756S
6
5
4
6
5
4
VCC_UREG
5
6
7
8
U1
OUT B IN B
V+ GND
OUT A IN A
NC NC
4
3
2
1
EL7202
5
6
7
8
U2
OUT B IN B
V+ GND
OUT A IN A
NC NC
4
3
2
1
EL7202
Motorstrøm
Motorfase A
Motorfase B
Motorfase C
4
VCC_UREG
2 3 6
5
R1
100Kohm
U5
1
Transistor Av/På
FDC6333C
Figur 5.3: Kretsskjema for motordriverens modul. MOSFET-en brukes for å kutte
forsyningsspenningen hvis nødvendig.
Hvis ikke kan den kobles til jord, og kontrollsignalet for transistoren settes høyt.
5.4 Posisjonsmåling
For å holde rede på hvordan håndleddets to deler står plassert i forhold til hver-
andre, er det behov for en posisjonssensor. En magnet med en feltvektor vinkelrett
på håndleddets rotasjonsakse skal festes til den distale delen, og på proksimal side
skal en magnetisk enkoder benyttes. Enkoderen er av typen AS5045, en 12-bits
enkoder fra Austriamicrosystems som genererer et PWM-signal hvor positiv bred-
de endrer seg med vinkelen på den magnetiske feltvektoren. PWM-signalet har
en periode på 4097µs, frekvens på 244 Hz, og positiv bredde kan variere fra 1µs
til 4096µs. Det er mulighet for å halvere frekvensen, noe som dobler lengden av
den positive bredden. Men prosedyren for å sette enkoderen i en slik modus er
såpass kompleks at det ikke blir gjort i denne prototypen.
Målesignalet ut fra enkoderen kan avleses på to måter. Ved å lavpassfiltrere
PWM-signalet kan målingen avleses som en analog verdi av mikrokontrollerens
interne AD-omsetter. Det andre alternativet er å bruke mikrokontrollerens In-
put Capture. Når et signal tilkoblet en inngang med støtte for dette genererer
et interrupt, kan en teller avleses. Når verdien på inngangen igjen genererer et