Add linearHallSensor class
This commit is contained in:
parent
095bf9e1b3
commit
f28a03ff05
@ -15,4 +15,4 @@ framework = arduino
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monitor_port = COM3
|
monitor_port = COM3
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monitor_speed = 115200
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monitor_speed = 115200
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||||||
lib_archive = no
|
lib_archive = no
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; lib_deps = askuric/Simple FOC@^2.2.2
|
lib_deps = askuric/Simple FOC@^2.2.2
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||||||
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223
src/linearHallSensor.cpp
Normal file
223
src/linearHallSensor.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,223 @@
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#include "linearHallSensor.h"
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float norm(float x, float in_min, float in_max)
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{
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return (float)(x + 1.0) * (2.0) / (float)(in_max - in_min) -1.0;
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}
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|
LinearHallSensor::LinearHallSensor(uint8_t ch1, uint8_t ch2)
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{
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_analogPin1 = ch1;
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|
_analogPin2 = ch2;
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}
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void LinearHallSensor::init(BLDCMotor motor)
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{
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int senseA = analogRead(A0);
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int senseB = analogRead(A1);
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int minA = senseA, maxA = senseA, minB = senseB, maxB = senseB;
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// Swipe motor 2 times
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for (float i = -0.55; i <= 2.25; i = i + 0.005)
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{
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motor.move(i);
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senseA = analogRead(A0);
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senseB = analogRead(A1);
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if (senseA > maxA)
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maxA = senseA;
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else if (senseA < minA)
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minA = senseA;
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if (senseB > maxB)
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maxB = senseB;
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else if (senseB < minB)
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minB = senseB;
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delay(1);
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}
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delay(100);
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for (float i = 2.25; i >= -0.55; i = i - 0.005)
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{
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motor.move(i);
|
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senseA = analogRead(A0);
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senseB = analogRead(A1);
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if (senseA > maxA)
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maxA = senseA;
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||||||
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else if (senseA < minA)
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|
minA = senseA;
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||||||
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if (senseB > maxB)
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|
maxB = senseB;
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||||||
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else if (senseB < minB)
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minB = senseB;
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delay(1);
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}
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_maxCh1 = maxA;
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_maxCh2 = maxB;
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_minCh1 = minA;
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|
_minCh2 = minB;
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// Intialise the state machine variables
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_state = 0; // Set the state machine to 0
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_prevCh1 = analogRead(_analogPin1);
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|
_prevCh2 = analogRead(_analogPin2);
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|
_directionCh1 = Direction::UNKNOWN;
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||||||
|
_directionCh2 = Direction::UNKNOWN;
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||||||
|
|
||||||
|
//measure offset angle
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||||||
|
float normCh1 = norm(_prevCh1, _minCh1, _maxCh1);
|
||||||
|
float normCh2 = norm(_prevCh2, _minCh2, _maxCh2);
|
||||||
|
float pos = atan2(normCh1, normCh2);
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||||||
|
|
||||||
|
_offset = M_PI_2 - pos;
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|
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||||||
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||||||
|
Serial.println("maxA: " + String(maxA) + "\tminA: " + String(minA) + "\tmaxB: " + String(maxB) + "\tminB: " + String(minB));
|
||||||
|
Serial.println("Current Ch1:" + String(_prevCh1) + "\tCh2:" + String(_prevCh2));
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}
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|
float LinearHallSensor::readSensorCallback()
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|
{
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||||||
|
// Update variables
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|
float currentCh1 = analogRead(_analogPin1);
|
||||||
|
float currentCh2 = analogRead(_analogPin2);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Normalise variable between -1 and 1
|
||||||
|
float normCh1 = norm(currentCh1, _minCh1, _maxCh1);
|
||||||
|
float normCh2 = norm(currentCh2, _minCh2, _maxCh2);
|
||||||
|
|
||||||
|
_currentPosition = atan2f(normCh2, normCh1);
|
||||||
|
Serial.print("Current angle: " + String(_currentPosition));
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|
|
||||||
|
float temp1 = normCh1 + sin(_offset);
|
||||||
|
normCh1 = temp1 * floorf(temp1);
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|
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||||||
|
float temp2 = normCh2 + cos(_offset);
|
||||||
|
normCh2 = temp2 * floorf(temp2);
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||||||
|
|
||||||
|
_currentPosition = atan2f(normCh2, normCh1);
|
||||||
|
Serial.print("\tNew angle: " + String(_currentPosition)+ '\r');
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||||||
|
|
||||||
|
return _currentPosition;
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
float LinearHallSensor::readSensorCallbackStateMachine()
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|
{
|
||||||
|
// Update variables
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|
float currentCh1 = analogRead(_analogPin1);
|
||||||
|
float currentCh2 = analogRead(_analogPin2);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (currentCh1 > _prevCh1)
|
||||||
|
_directionCh1 = Slope::INCREASING;
|
||||||
|
else if (currentCh1 < _prevCh1)
|
||||||
|
_directionCh1 = Slope::DECREASING;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
_directionCh1 = Slope::EQUAL;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (currentCh2 > _prevCh2)
|
||||||
|
_directionCh2 = Slope::INCREASING;
|
||||||
|
else if (currentCh2 < _prevCh2)
|
||||||
|
_directionCh2 = Slope::DECREASING;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
_directionCh2 = Slope::EQUAL;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Normalise variable between -1 and 1
|
||||||
|
float normCh1 = norm(currentCh1, _minCh1, _maxCh1);
|
||||||
|
float normCh2 = norm(currentCh2, _minCh2, _maxCh2);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Update previous var
|
||||||
|
_prevCh1 = currentCh1;
|
||||||
|
_prevCh2 = currentCh2;
|
||||||
|
|
||||||
|
// State machine
|
||||||
|
switch (_state)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 0:
|
||||||
|
_currentPosition = 0.0;
|
||||||
|
if (_directionCh1 == Slope::INCREASING)
|
||||||
|
_state = 1;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 1:
|
||||||
|
if(_directionCh1 != Slope::EQUAL)
|
||||||
|
_currentPosition++;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (_directionCh1 == Slope::DECREASING)
|
||||||
|
_state = 2;
|
||||||
|
else if (normCh1 >= 0.8 && _directionCh1 == Slope::INCREASING)
|
||||||
|
_state = 3;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 2:
|
||||||
|
if(_directionCh1 != Slope::EQUAL)
|
||||||
|
_currentPosition--;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (_directionCh1 == Slope::INCREASING)
|
||||||
|
_state = 1;
|
||||||
|
else if (_directionCh1 == Slope::DECREASING && normCh2 <= 0.2)
|
||||||
|
_state = 8;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 3:
|
||||||
|
if(_directionCh2 != Slope::EQUAL)
|
||||||
|
_currentPosition++;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (_directionCh2 == Slope::INCREASING)
|
||||||
|
_state = 4;
|
||||||
|
else if (_directionCh2 == Slope::DECREASING && normCh2 <= 0.2)
|
||||||
|
_state = 5;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 4:
|
||||||
|
if(_directionCh2 != Slope::EQUAL)
|
||||||
|
_currentPosition--;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (_directionCh2 == Slope::DECREASING)
|
||||||
|
_state = 3;
|
||||||
|
else if (_directionCh2 == Slope::INCREASING && normCh1 <= 0.8)
|
||||||
|
_state = 2;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 5:
|
||||||
|
if(_directionCh1 != Slope::EQUAL)
|
||||||
|
_currentPosition++;
|
||||||
|
if (_directionCh1 == Slope::INCREASING)
|
||||||
|
_state = 6;
|
||||||
|
else if (_directionCh1 == Slope::DECREASING && normCh1 <= 0.2)
|
||||||
|
_state = 7;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 6:
|
||||||
|
if(_directionCh1 != Slope::EQUAL)
|
||||||
|
_currentPosition--;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (_directionCh1 == Slope::DECREASING)
|
||||||
|
_state = 5;
|
||||||
|
else if (_directionCh1 == Slope::INCREASING && normCh2 >= 0.2)
|
||||||
|
_state = 4;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 7:
|
||||||
|
if(_directionCh2 != Slope::EQUAL)
|
||||||
|
_currentPosition++;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (_directionCh2 == Slope::DECREASING)
|
||||||
|
_state = 8;
|
||||||
|
else if (_directionCh2 == Slope::INCREASING && normCh2 >= 0.8)
|
||||||
|
_state = 1;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 8:
|
||||||
|
if(_directionCh2 != Slope::EQUAL)
|
||||||
|
_currentPosition--;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (_directionCh2 == Slope::INCREASING)
|
||||||
|
_state = 7;
|
||||||
|
else if (_directionCh2 == Slope::DECREASING && normCh1 >= 0.2)
|
||||||
|
_state = 6;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Serial.print("\rState: " + String(_state) +
|
||||||
|
"\tSlope Ch1: " + String(_directionCh1) + "\tnormCh1: " + String(normCh1)+
|
||||||
|
"\tSlope Ch2: " + String(_directionCh2) + "\tnormCh2: " + String(normCh2)+
|
||||||
|
"\tPosition: " + String(_currentPosition));
|
||||||
|
return _currentPosition;
|
||||||
|
}
|
68
src/linearHallSensor.h
Normal file
68
src/linearHallSensor.h
Normal file
@ -0,0 +1,68 @@
|
|||||||
|
#ifndef LinearHallSensor_h
|
||||||
|
#define LinearHallSensor_h
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "Arduino.h"
|
||||||
|
#include "BLDCMotor.h"
|
||||||
|
|
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|
enum Slope : int8_t{
|
||||||
|
INCREASING = 1,
|
||||||
|
DECREASING = -1,
|
||||||
|
EQUAL = 0
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Linear Hall sensor class
|
||||||
|
*
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
class LinearHallSensor
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
Linear Hall Sensor class constructor
|
||||||
|
@param ch1 Analog pin for channel 1
|
||||||
|
@param ch2 Analog pin for channel 2
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
LinearHallSensor(uint8_t ch1, uint8_t ch2);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Initialize variable by measuring max and min value
|
||||||
|
*
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
void init(BLDCMotor motor);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Read the sensors and return the current angle in rad
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @return rad and angle
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
float readSensorCallbackStateMachine();
|
||||||
|
|
||||||
|
float readSensorCallback();
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
uint8_t _analogPin1;
|
||||||
|
uint8_t _analogPin2;
|
||||||
|
|
||||||
|
uint16_t _maxCh1;
|
||||||
|
uint16_t _maxCh2;
|
||||||
|
uint16_t _minCh1;
|
||||||
|
uint16_t _minCh2;
|
||||||
|
|
||||||
|
float _currentPosition;
|
||||||
|
float _offset;
|
||||||
|
|
||||||
|
float _minPositionEndValue;
|
||||||
|
float _maxPositionEndValue;
|
||||||
|
|
||||||
|
uint16_t _prevCh1;
|
||||||
|
uint16_t _prevCh2;
|
||||||
|
|
||||||
|
int8_t _directionCh1;
|
||||||
|
int8_t _directionCh2;
|
||||||
|
|
||||||
|
uint8_t _state;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif
|
100
src/main.cpp
100
src/main.cpp
@ -1,7 +1,8 @@
|
|||||||
#include <Arduino.h>
|
#include <Arduino.h>
|
||||||
#include <SimpleFOC.h>
|
#include <SimpleFOC.h>
|
||||||
|
#include <linearHallSensor.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
MagneticSensorAnalog sensor = MagneticSensorAnalog(A0, 183, 512);
|
|
||||||
|
|
||||||
BLDCMotor motorX = BLDCMotor(4);
|
BLDCMotor motorX = BLDCMotor(4);
|
||||||
BLDCDriver3PWM driverX = BLDCDriver3PWM(3, 5, 6);
|
BLDCDriver3PWM driverX = BLDCDriver3PWM(3, 5, 6);
|
||||||
@ -9,6 +10,21 @@ BLDCDriver3PWM driverX = BLDCDriver3PWM(3, 5, 6);
|
|||||||
BLDCMotor motorY = BLDCMotor(4);
|
BLDCMotor motorY = BLDCMotor(4);
|
||||||
BLDCDriver3PWM driverY = BLDCDriver3PWM(7, 8, 9);
|
BLDCDriver3PWM driverY = BLDCDriver3PWM(7, 8, 9);
|
||||||
|
|
||||||
|
LinearHallSensor linearSensor = LinearHallSensor(A0, A1);
|
||||||
|
|
||||||
|
void initSensor()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
linearSensor.init(motorY);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float callback()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return linearSensor.readSensorCallback();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
GenericSensor sensor = GenericSensor(callback, initSensor);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
float targetX = 0.0;
|
float targetX = 0.0;
|
||||||
float targetY = 0.0;
|
float targetY = 0.0;
|
||||||
|
|
||||||
@ -16,37 +32,35 @@ float target = 6.3;
|
|||||||
|
|
||||||
void setup()
|
void setup()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
|
||||||
sensor.init();
|
|
||||||
// motorY.linkSensor(&sensor);
|
|
||||||
|
|
||||||
// X MOTR STUFF
|
// X MOTR STUFF
|
||||||
driverX.voltage_power_supply = 5.0;
|
driverX.voltage_power_supply = 5.0;
|
||||||
driverX.init();
|
driverX.init();
|
||||||
motorX.linkDriver(&driverX);
|
motorX.linkDriver(&driverX);
|
||||||
motorX.foc_modulation = FOCModulationType::SpaceVectorPWM;
|
motorX.foc_modulation = FOCModulationType::SpaceVectorPWM;
|
||||||
motorX.controller = MotionControlType::angle_openloop;
|
motorX.controller = MotionControlType::angle_openloop;
|
||||||
motorX.PID_velocity.P = 0.02f;
|
motorX.voltage_limit = 0.6;
|
||||||
motorX.PID_velocity.I = 20;
|
// motorX.PID_velocity.P = 0.001f;
|
||||||
motorX.PID_velocity.D = 0;
|
// motorX.PID_velocity.I = 20;
|
||||||
motorX.voltage_limit = 0.8;
|
// motorX.PID_velocity.D = 0;
|
||||||
motorX.LPF_velocity.Tf = 0.01f;
|
// motorX.LPF_velocity.Tf = 0.01f;
|
||||||
motorX.P_angle.P = 20;
|
// motorX.P_angle.P = 20;
|
||||||
motorX.velocity_limit = 20;
|
motorX.velocity_limit = 10;
|
||||||
|
|
||||||
// *************** Y MOTOR STUFF ******************
|
// *************** Y MOTOR STUFF ******************
|
||||||
driverY.voltage_power_supply = 5.0;
|
driverY.voltage_power_supply = 5.0;
|
||||||
driverY.init();
|
driverY.init();
|
||||||
motorY.linkDriver(&driverY);
|
motorY.linkDriver(&driverY);
|
||||||
motorY.foc_modulation = FOCModulationType::SpaceVectorPWM;
|
motorY.foc_modulation = FOCModulationType::SinePWM;
|
||||||
motorY.controller = MotionControlType::angle_openloop;
|
motorY.controller = MotionControlType::angle_openloop;
|
||||||
motorY.PID_velocity.P = 0.001f;
|
|
||||||
motorY.PID_velocity.I = 0;
|
|
||||||
motorY.PID_velocity.D = 0;
|
|
||||||
motorY.voltage_limit = 0.8;
|
motorY.voltage_limit = 0.8;
|
||||||
motorY.LPF_velocity.Tf = 0.01f;
|
// motorY.PID_velocity.P = 0.001f;
|
||||||
motorY.P_angle.P = 0.1;
|
// motorY.PID_velocity.I = 0;
|
||||||
motorY.velocity_limit = 3;
|
// motorY.PID_velocity.D = 0;
|
||||||
|
// motorY.LPF_velocity.Tf = 0.01f;
|
||||||
|
// motorY.P_angle.P = 0.1;
|
||||||
|
motorY.velocity_limit = 10;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
Serial.begin(115200);
|
Serial.begin(115200);
|
||||||
_delay(100);
|
_delay(100);
|
||||||
@ -58,10 +72,14 @@ void setup()
|
|||||||
motorY.init();
|
motorY.init();
|
||||||
motorY.initFOC();
|
motorY.initFOC();
|
||||||
|
|
||||||
Serial.println(F("Motor ready."));
|
motorX.disable();
|
||||||
_delay(1000);
|
|
||||||
// Serial.println(sensor.getPreciseAngle());
|
|
||||||
|
|
||||||
|
Serial.println(F("Motor ready."));
|
||||||
|
_delay(100);
|
||||||
|
Serial.println("calibrating...");
|
||||||
|
sensor.init();
|
||||||
|
Serial.println("Done\r\n");
|
||||||
|
motorY.disable();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void serialLoop()
|
void serialLoop()
|
||||||
@ -89,30 +107,26 @@ float mapfloat(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max
|
|||||||
void loop()
|
void loop()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
sensor.update();
|
sensor.update();
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// serialLoop();
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// Serial.println(sensor.getPreciseAngle());
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// int senseX = analogRead(A2);
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// delay(5);
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// int senseY = analogRead(A3);
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serialLoop();
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// targetX = mapfloat(senseX, 0.0, 1024.0, -0.6, 1.2);
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// targetY = mapfloat(senseY, 0.0, 1024.0, -0.5, 2.2);
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int senseX = analogRead(A2);
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// Serial.print("senseX=");
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int senseY = analogRead(A3);
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// Serial.print(senseX);
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// Serial.print("\t mappedX=");
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// Serial.print(targetX);
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// Serial.print("\t senseY=");
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// Serial.print(senseY);
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// Serial.print("\t mappedY=");
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// Serial.println(targetY);
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targetX = mapfloat(senseX, 0.0, 1024.0, -0.6, 1.2);
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// motorX.move(targetX);
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targetY = mapfloat(senseY, 0.0, 1024.0, -0.5, 2.2);
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// motorX.loopFOC();
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Serial.print("senseX=");
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// motorY.move(targetY);
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Serial.print(senseX);
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// motorY.loopFOC();
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Serial.print("\t mappedX=");
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Serial.print(targetX);
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Serial.print("\t senseY=");
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Serial.print(senseY);
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Serial.print("\t mappedY=");
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Serial.println(targetY);
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motorX.move(targetX);
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motorX.loopFOC();
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motorY.move(targetY);
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motorY.loopFOC();
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}
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}
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