Piezotreiber: Unterschied zwischen den Versionen

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Der Piezo Treiber ist für die Ansteuerung des Piezos verantwortlich (siehe für Steuerung des Piezo bei [[Piezo Element]]). Dabei kann dieser abhängig des Microcontrollers Software oder Hardware sein.
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Der Piezo Treiber ist für die Steuerung des Piezo verantwortlich (siehe für Steuerung des Piezo bei [[Piezo Element]]). Für die Steuerung des Piezo sind mindestens drei separate Ausgänge - nämlich für jede Raumrichtung einer - nötig. Allerdings werden zur Steuerung des [[Piezo Element]] vier Spannungen benötigt. Aus diesem Grund müssen die drei Raumrichtungen sinvoll auf die Viertel des Piezo aufgeteilt werden. Dies erfolgt durch den Piezo Treiber. Minimal muss der Microcontroller also drei Stromausgänge anbieten, dann wird als Piezo Treiber ein zusätzliches Hardware Teil benötigt, ansonsten bei vier Stromausgängen ist der Piezo Treiber in der Software des Microcontrollers integriert. Die technische Ausarbeitung des Piezo Treibers ist abhängig von den Eigenschaften des Microcontrollers. Im Folgendem wird also nach den unterschiedlichen Microcontrollern unterschieden.
== STM32F40(5/7) ==
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= STM32F407 =
=== Signalplan ===
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== Übersicht ==
[[Datei:Steuerungsplan.png|200px|thumb|right|Prinzipieller Signalplan nach Dan Berard]]
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[[Datei:Steuerungsplan.png|200px|thumb|right|Signalplan nach Dan Berard]]
[[Datei:Untenansicht.jpg|200px|thumb|right|STM32F407 von unten mit aufgesteckten DACs und ADC]]
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Nebenstehendes Bild zeigt den prinzipiellen Signalplan für die Verwendung eines STM32 als Computer. Da dieser nur 4 Ein-/ Ausgänge besitzt, müss ein Ausgang mit jeweils einer der drei Raumdimensionen zu belegt werden, und der vierte wird für den [[Tunnelstrom]] verwendet. Um eine vernünftige Steuerung der Spitze durch den Piezo zu erhalten, müssen die Ströme noch addiert werden. So wird die Z-Komponente auf jedes Viertel des Piezos gelegt, X- und Y-Komponente wird dann wie im Schaubild aufaddiert. Abhängig welcher [[Piezo]] verwendet wird, ergibt das dann einen unterschiedlichen Hub.
Nebenstehendes Bild zeigt den prinzipiellen Signalplan für die Verwendung eines STM32 als Computer. Da dieser nur 4 Ein-/ Ausgänge besitzt, müssen die DACs und der ADC sinnvoll verteilt werden. Bis jetzt sieht die Lösung vor jeweils einen Ausgang mit jeweils einer der drei Raumdimensionen zu belegen. Um eine vernünftige Steuerung der Spitze durch den Piezo zu erhalten, müssen die Ströme noch addiert werden. So wird die Z-Komponente auf jedes Viertel des Piezos gelegt, X- und Y-Komponente wird dann wie im Schaubild aufaddiert. Abhängig welcher [[Piezo]] verwendet wird, ergibt das dann einen unterschiedlichen Hub (siehe Piezo)
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<br>Der verbleidende Eingang wird für die Erfassung des Tunnelstroms verwendet. An diesen wird ein ADC geschaltet der den Tunnelstrom für den Computer quantifizierbar macht.<br>
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== Realisierung ==
Kosten für ADC + DACs liegt ca. bei 100€
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[[Datei:Addition1.jpg|200px|thumb|right|Vogelperspektive auf die Schaltung zur Addition der Steuerungsströme]]
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[[Datei:Addition2.png|200px|thumb|right|Plan der Schaltung zur Addition der Steuerungsströme]]
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Die Realisierung der Summation der Steuerungsströme erfolgt nach dem Vorbild von Dan Berard. Nebenstehende Bilder zeigen die Schaltung und die Realisierung von Alex Meier.
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<br>''Mehr Details wie kann man das nachbauen, wie funktioniert das''
 
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=== Addition der Steuerungsströme ===
 
[[Datei:Addition1.jpg|200px|thumb|right|Vogelperspektive auf die Schaltung zur Addition der Steuerungsströme]] Die bequemste Möglichkeit den Piezo anzusteuern wäre jedes Viertel mit einer Schnittstelle an den Computer anzuschließen und rechnerisch die einzelnen Ströme für jedes Viertel zu bestimmen. Da jedoch nur beschränkt viele Schnittstellen für DACs an dem Computer bestehen, ist die Lösung nicht für jedes System möglich. Aus diesem Grund wird nur für jede Raumdimension ein Ausgang belegt und die einzelnen Ströme in einem Schaltkreis zu summiert und auf den Piezo aufgeteilt, dass ein Bewegung im dreidimensionalen möglich ist. Die praktische Umsetzung siehe rechts.
 
 
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== Für den M5-Stack ==
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= M5-Stack =
=== Signalplan ===
 

Version vom 4. Januar 2020, 12:46 Uhr

Der Piezo Treiber ist für die Steuerung des Piezo verantwortlich (siehe für Steuerung des Piezo bei Piezo Element). Für die Steuerung des Piezo sind mindestens drei separate Ausgänge - nämlich für jede Raumrichtung einer - nötig. Allerdings werden zur Steuerung des Piezo Element vier Spannungen benötigt. Aus diesem Grund müssen die drei Raumrichtungen sinvoll auf die Viertel des Piezo aufgeteilt werden. Dies erfolgt durch den Piezo Treiber. Minimal muss der Microcontroller also drei Stromausgänge anbieten, dann wird als Piezo Treiber ein zusätzliches Hardware Teil benötigt, ansonsten bei vier Stromausgängen ist der Piezo Treiber in der Software des Microcontrollers integriert. Die technische Ausarbeitung des Piezo Treibers ist abhängig von den Eigenschaften des Microcontrollers. Im Folgendem wird also nach den unterschiedlichen Microcontrollern unterschieden.

STM32F407

Übersicht

Signalplan nach Dan Berard

Nebenstehendes Bild zeigt den prinzipiellen Signalplan für die Verwendung eines STM32 als Computer. Da dieser nur 4 Ein-/ Ausgänge besitzt, müss ein Ausgang mit jeweils einer der drei Raumdimensionen zu belegt werden, und der vierte wird für den Tunnelstrom verwendet. Um eine vernünftige Steuerung der Spitze durch den Piezo zu erhalten, müssen die Ströme noch addiert werden. So wird die Z-Komponente auf jedes Viertel des Piezos gelegt, X- und Y-Komponente wird dann wie im Schaubild aufaddiert. Abhängig welcher Piezo verwendet wird, ergibt das dann einen unterschiedlichen Hub.

Realisierung

Vogelperspektive auf die Schaltung zur Addition der Steuerungsströme
Plan der Schaltung zur Addition der Steuerungsströme

Die Realisierung der Summation der Steuerungsströme erfolgt nach dem Vorbild von Dan Berard. Nebenstehende Bilder zeigen die Schaltung und die Realisierung von Alex Meier.
Mehr Details wie kann man das nachbauen, wie funktioniert das


















M5-Stack