CN102861432A - 游戏设备力反馈*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子技术领域,具体地说是一种游戏设备力反馈***。游戏设备力反馈***包括上位机、驱动板、直流电机和电子编码器,上位机与驱动板的USB接口连接,驱动板的电机驱动接口与直流电机连接,驱动板的编码器接口与电子编码器连接,直流电机与电子编码器同轴连接。本发明同现有技术相比,采用直流电机、电子编码器和驱动板的结构,使驱动板接收上位机的信息并通过脉冲宽度调制PWM波形控制直流电机转动,驱动板接收电子编码器生成的坐标值并进行定位,从而使力反馈***控制简单、定位准确、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域,具体地说是一种游戏设备力反馈***。
背景技术
目前,现有的力反馈大多通过交流伺服电机或者机械原理来实现的。交流伺服电机缺点是成本高,控制比较复杂,驱动器参数需要现场PID参数设定,需要更多连线;机械式力反馈缺点是成本太高,制造工艺复杂。因此,设计一种控制简单且定位准确的游戏设备力反馈***是至关重要的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种控制简单且定位准确的游戏设备力反馈***。
为了达到上述目的,本发明设计了一种游戏设备力反馈***,包括上位机,其特征在于:游戏设备力反馈***包括上位机、驱动板、直流电机和电子编码器,上位机与驱动板的USB接口连接,驱动板的电机驱动接口与直流电机连接,驱动板的编码器接口与电子编码器连接,直流电机与电子编码器同轴连接;所述的驱动板分为控制部分和驱动部分,控制部分与驱动部分之间设有光耦一和光耦二,所述的控制部分包括5V电源接口、控制芯片STM32F102和USB接口,5V电源接口与控制芯片STM32F102的电源端连接,控制芯片STM32F102与USB接口连接,控制芯片STM32F102的输入端与光耦一的输出端连接,控制芯片STM32F102的输出端与光耦二的输入端连接;所述的驱动部分包括5V电源接口、48V电源接口、编码器接口、驱动芯片、驱动桥和电机驱动接口,5V电源接口分别与编码器接口以及驱动芯片的电源端连接,48V电源接口与驱动桥的电源端连接,编码器接口的输出端与光耦一的输入端连接,光耦二的输出端与驱动芯片的输入端连接,驱动芯片的输出端与驱动桥的输入端连接,驱动桥的输出端与电机驱动接口的输入端连接。
所述的游戏设备力反馈***依次完成如下步骤:步骤1,***初始化;步骤2,控制芯片STM32F102确定直流电机极点坐标并控制直流电机回到中间位置;步骤3,上位机将动作命令发送给驱动板的控制芯片STM32F102;步骤4,控制芯片STM32F102判断是否有动作要求,如果有动作要求,则继续进行步骤5,如果没有动作要求,则继续进行步骤7;步骤5,电子编码器生成的坐标值通过驱动板发送给上位机;步骤6,上位机将命令发送给驱动板的控制芯片STM32F102,控制芯片STM32F102将0-5V的控制信号发送给驱动芯片,由驱动芯片将0-5V的控制信号放大至0-48V的驱动信号,0-48V的驱动信号驱动直流电机运动;步骤7,将控制芯片STM32F102将含有电机力反馈等级和位置信息的参数发往上位机。
所述的驱动板与所述的直流电机之间分别采用脉冲宽度调制PWM_A线路以及脉冲宽度调制PWM_B线路连接;如果脉冲宽度调制PWM_A线路为低电平输出、脉冲宽度调制PWM_B线路为正常脉冲宽度调制输出,则直流电机正转;如果脉冲宽度调制PWM_A线路为正常脉冲宽度调制输出、脉冲宽度调制PWM_B线路为低电平输出,则直流电机反转。
所述的电子编码器采用ABZ三相位的1000脉冲的增量式正交编码器,所述的电子编码器在生成的坐标值时依次完成如下步骤:步骤1,电子编码器初始化;步骤2,直流电机顺时针转动至右极点,电子编码器确定最小码值Pmin,最小码值Pmin对应坐标为100;步骤3,直流电机逆时针转动至左极点,电子编码器确定最大值Pmax,最大码值Pmax对应坐标为1000;步骤4,直流电机转到任意位置,电子编码器得到码值P;步骤5,通过计算公式:A=(1000-100)*P/(Pmax-Pmin)换算出码值P所对应的坐标值A;步骤6,将坐标值A通过编码器接口传输给驱动板,驱动板将接收到的坐标值A通过USB接口发送给上位机,完成后返回步骤4继续进行。
本发明同现有技术相比,采用直流电机、电子编码器和驱动板的结构,使驱动板接收上位机的信息并通过脉冲宽度调制PWM波形控制直流电机转动,驱动板接收电子编码器生成的坐标值并进行定位,从而使力反馈***控制简单、定位准确、成本低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明驱动板的结构示意图。
图3为本发明的工作流程图。
图4为本发明电子编码器的工作流程图。
具体实施方式
现结合附图对本发明做进一步描述。
参见图1,本发明设计了一种游戏设备力反馈***,包括上位机。游戏设备力反馈***包括上位机、驱动板、直流电机和电子编码器,上位机与驱动板的USB接口连接,驱动板的电机驱动接口与直流电机连接,驱动板的编码器接口与电子编码器连接,直流电机与电子编码器同轴连接。其中,上位机为个人电脑或工业主机。直流电机的轴与游戏设备方向盘的轴之间采用皮带连接。
本发明采用直流电机是因为直流电机成本低,响应速度快,噪声小且功率大,配合电子编码器能够实现准确定位。
参见图2,驱动板分为控制部分和驱动部分。由于直流电机转动会产生电动势,尤其当有人用手拨动方向盘使直流电机逆向转动时,电动势更大,电动势会影响控制芯片STM32F102,并对电子编码器产生很大干扰,造成电子编码器产生漏码情况,从而导致定位就不准确。所以,本发明在驱动板控制部分和驱动部分之间设了光耦一和光耦二,使直流电机产生的电动势无法干扰到驱动板控制部分。控制部分包括5V电源接口、控制芯片STM32F102和USB接口,5V电源接口与控制芯片STM32F102的电源端连接,控制芯片STM32F102与USB接口连接,控制芯片STM32F102的输入端与光耦一的输出端连接,控制芯片STM32F102的输出端与光耦二的输入端连接;驱动部分包括5V电源接口、48V电源接口、编码器接口、驱动芯片、驱动桥和电机驱动接口,5V电源接口分别与编码器接口以及驱动芯片的电源端连接,48V电源接口与驱动桥的电源端连接,编码器接口的输出端与光耦一的输入端连接,光耦二的输出端与驱动芯片的输入端连接,驱动芯片的输出端与驱动桥的输入端连接,驱动桥的输出端与电机驱动接口的输入端连接。
参见图2,驱动板与直流电机之间分别采用脉冲宽度调制PWM_A线路以及脉冲宽度调制PWM_B线路连接;如果脉冲宽度调制PWM_A线路为低电平输出、脉冲宽度调制PWM_B线路为正常脉冲宽度调制输出,则直流电机正转;如果脉冲宽度调制PWM_A线路为正常脉冲宽度调制输出、脉冲宽度调制PWM_B线路为低电平输出,则直流电机反转。
参见图3,游戏设备力反馈***依次完成如下步骤:步骤1,***初始化;步骤2,控制芯片STM32F102确定直流电机极点坐标并控制直流电机回到中间位置;步骤3,上位机将动作命令发送给驱动板的控制芯片STM32F102;步骤4,控制芯片STM32F102判断是否有动作要求,如果有动作要求,则继续进行步骤5,如果没有动作要求,则继续进行步骤7;步骤5,电子编码器生成的坐标值通过驱动板发送给上位机;步骤6,上位机将命令发送给驱动板的控制芯片STM32F102,控制芯片STM32F102将0-5V的控制信号发送给驱动芯片,由驱动芯片将0-5V的控制信号放大至0-48V的驱动信号,0-48V的驱动信号驱动直流电机运动;步骤7,控制芯片STM32F102将含有电机力反馈等级和位置信息的参数发往上位机。
参见图4,电子编码器采用ABZ三相位的1000脉冲的增量式正交编码器,该电子编码器不会限制直流电机的转动范围,信号抗干扰能力强,能够实时对直流电机进行定位。电子编码器在生成的坐标值时依次完成如下步骤:步骤1,电子编码器初始化;步骤2,直流电机顺时针转动至右极点,电子编码器确定最小码值Pmin,最小码值Pmin对应坐标为100;步骤3,直流电机逆时针转动至左极点,电子编码器确定最大值Pmax,最大码值Pmax对应坐标为1000;步骤4,直流电机转到任意位置,电子编码器得到码值P;步骤5,通过计算公式:A=(1000-100)*P/(Pmax-Pmin)换算出码值P所对应的坐标值A;步骤6,将坐标值A通过编码器接口传输给驱动板,驱动板将接收到的坐标值A通过USB接口发送给上位机,完成后返回步骤4继续进行。
Claims (4)
1.一种游戏设备力反馈***,包括上位机,其特征在于:游戏设备力反馈***包括上位机、驱动板、直流电机和电子编码器,上位机与驱动板的USB接口连接,驱动板的电机驱动接口与直流电机连接,驱动板的编码器接口与电子编码器连接,直流电机与电子编码器同轴连接;所述的驱动板分为控制部分和驱动部分,控制部分与驱动部分之间设有光耦一和光耦二,所述的控制部分包括5V电源接口、控制芯片STM32F102和USB接口,5V电源接口与控制芯片STM32F102的电源端连接,控制芯片STM32F102与USB接口连接,控制芯片STM32F102的输入端与光耦一的输出端连接,控制芯片STM32F102的输出端与光耦二的输入端连接;所述的驱动部分包括5V电源接口、48V电源接口、编码器接口、驱动芯片、驱动桥和电机驱动接口,5V电源接口分别与编码器接口以及驱动芯片的电源端连接,48V电源接口与驱动桥的电源端连接,编码器接口的输出端与光耦一的输入端连接,光耦二的输出端与驱动芯片的输入端连接,驱动芯片的输出端与驱动桥的输入端连接,驱动桥的输出端与电机驱动接口的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种游戏设备力反馈***,其特征在于:所述的游戏设备力反馈***依次完成如下步骤:步骤1,***初始化;步骤2,控制芯片STM32F102确定直流电机极点坐标并控制直流电机回到中间位置;步骤3,上位机将动作命令发送给驱动板的控制芯片STM32F102;步骤4,控制芯片STM32F102判断是否有动作要求,如果有动作要求,则继续进行步骤5,如果没有动作要求,则继续进行步骤7;步骤5,电子编码器生成的坐标值通过驱动板发送给上位机;步骤6,上位机将命令发送给驱动板的控制芯片STM32F102,控制芯片STM32F102将0-5V的控制信号发送给驱动芯片,由驱动芯片将0-5V的控制信号放大至0-48V的驱动信号,0-48V的驱动信号驱动直流电机运动;步骤7,控制芯片STM32F102将含有电机力反馈等级和位置信息的参数发往上位机。
3.根据权利要求1所述的一种游戏设备力反馈***,其特征在于:所述的驱动板与所述的直流电机之间分别采用脉冲宽度调制PWM_A线路以及脉冲宽度调制PWM_B线路连接;如果脉冲宽度调制PWM_A线路为低电平输出、脉冲宽度调制PWM_B线路为正常脉冲宽度调制输出,则直流电机正转;如果脉冲宽度调制PWM_A线路为正常脉冲宽度调制输出、脉冲宽度调制PWM_B线路为低电平输出,则直流电机反转。
4.根据权利要求1所述的一种游戏设备力反馈***,其特征在于:所述的电子编码器采用ABZ三相位的1000脉冲的增量式正交编码器,所述的电子编码器在生成的坐标值时依次完成如下步骤:步骤1,电子编码器初始化;步骤2,直流电机顺时针转动至右极点,电子编码器确定最小码值Pmin,最小码值Pmin对应坐标为100;步骤3,直流电机逆时针转动至左极点,电子编码器确定最大值Pmax,最大码值Pmax对应坐标为1000;步骤4,直流电机转到任意位置,电子编码器得到码值P;步骤5,通过计算公式:A=(1000-100)*P/(Pmax-Pmin)换算出码值P所对应的坐标值A;步骤6,将坐标值A通过编码器接口传输给驱动板,驱动板将接收到的坐标值A通过USB接口发送给上位机,完成后返回步骤4继续进行。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130109 |