Inlägg

Utveckling, programmering & testning

Hej!

Som vi skrev tidigare så vill vi verkligen engagera studenter i projektet. Den här veckan började vi med att marknadsföra att vi söker studenter med intresse för teknik eller fysik till projektet. Det verkar faktiskt som att vi nått ut då vi fått respons från personer som är intresserade av att bli en del av vårt team. Nästa vecka kan vi förhoppningsvis välkomna några nya ansikten till projektet och därmed effektivisera arbetet.

Denna vecka har i stora drag handlat om utveckling, programmering och testning.

Under sommarkursen hade några studenter i elektronik teamet utvecklat ett motordrivarkort för att driva och styra motorerna i vår fieldmill. Tyvärr kunde dem inte avsluta programmeringen av drivkretsarna. Den här veckan har vi börjat programmera drivrutinerna för att se hur vi konfigurerar dem för att driva motorerna i field-millen. För att göra detta har vi använt en USB I2C adapter eftersom chippet använder I2C. Dock hade vi ett bakslag när utrustningen för kommunikationen från datorn till chippet misslyckades utan att vi förstod varför. Det är dock bra att få dessa fel nu så att vi kan spåra källan och fixa detta om det nu har något att göra med vår design.

blogg_38
Vår arbetsplats.

blogg38_

img_4778

I måndags testade vi en ny utformning av fieldmill sensorn med vissa uppdateringar. De preliminära resultaten visar förbättringar i signalerna. Den främsta skillnaden med den nya utformningen är att vi kan ändra shunt-motståndet till att mäta strömmen från vår fieldmill. Bilderna nedan visar resultaten av att driva systemet med 1 MOhm vs 10MOhm. Formerna på kurvorna stämmer bra överens med teorin i litteraturen.

1mohm
1 MOhm shunt.

10mohm
10 MOhm displaying saturation at higher RPMs.

Förutom allt detta har vi även börjat förbereda oss inför ett kommande event nästa vecka som kallas för Forskarfredag. Vi kommer skriva mer om detta i ett kommande blogginlägg så håll dig uppdaterad!


//Hello!

As we wrote before we really want to engage students in the project. This week we started with an announcement about the opportunity to be involved in the project for students interested in either technology or physics. It gladly seems like we reached out and have got response from students who are interested in joining the team and the mission. Next week we can hopefully welcome some new faces to the project and therefore make the work more efficient.

A part from that this week has overall been about developing, programming and testing.

During the summer course some of the students in the electronics team developed a motor driver circuit to power and control the motors for the fieldmill. Unfortunately they could not finish the programing of the driver circuit. This week we have started to program the drivers and see how we configure them to power the motors in the fieldmil. To do this we have used a USB to I2C adapter since the chip uses I2C. But, we had a setback when the equipment to communicate from the computer to the chip failed and we don’t know why. But it is good to get these faults now so we can trace them to their source and fix it if it has something to do with our design.

On Monday we tested a new design of the fieldmill sensor with some updates. Preliminary results show some improvements to the signals. The main difference with this new design is that we can change the shunt-resistance to measure the current from the fieldmill.

The images abow show the results of running the system with 1 MOhm vs 10 MOhm. The shapes of the curves agree nicely with the theory in the literature.

A part from all of this we also have started to prepare ourself for an upcoming event next week called Forskarfredag. We will describe this further in a upcoming blogpost so stay updated!

Elektronik – v33

Elektronikteamet har i sommar ägnat sig åt att producera ett strömförsörjningskort och ett motordrivarkort, samt att programmera en mikrokontroller för att kunna kontrollera motorerna. Vi har gått från att kunna ungefär ingenting till att faktiskt förstå lite grann och till och med kunna läsa och förstå datablad vilket inte är helt fy skam.

Strömförsörjningskortet vi producerat kan leverera en rad olika spänningar – Plus/minus 12 volt, plus/minus 9 volt samt plus 3.3V. Spänningen på 9 volt behövs till själva experimentdelen för att driva operationsförstärkare, och spänningen på 3.3 volt används för att kunna driva logiken, det vill säga mikrokontrollern.

Motordrivarkortet som producerats har strulat en hel del – inte designmässigt då det faktiskt fungerar, utan konfigurationsmässigt. Kortet klarar av att snurra en motor, men det är en bit kvar med tweakning av inställningar innan man kan få den att snurra motorerna som vi vill.

Det är såklart mycket som gått fel i sommar – kretskort som designats lite tokigt, kortslutningar som bränt komponenter, kod som strulat, etsningar som inte fungerat, och kaffe som kallnat. Men summa summarum är teamet nöjd med sin insats och tycker att det varit en bra erfarenhet av att ha jobbat med detta projekt.

Team Elektronik out!

/Björn, Björn, Björn, Sofi och Charlie

//This summer the Electronics team have spent their time producing a power supply circuit board, a brushless motor driver board and programming a microcontroller to be able to control the motors of the experiment. We’ve gone from knowing absolutely nothing about electronics to actually knowing a little bit, and being able to read and understand datasheets is not a bad thing!

The power supply card that we designed and built is capable of delivering a variation of different voltages – plus/minus 12 volts, plus/minus 9 volts and plus 3.3 volts. The voltage of 9 volts is needed for the operational amplifiers that are used in the experimental part of the cube, and the voltage of 3.3 volts is used to power the microcontroller.

The brushless motor driver card have been a bit problematic – not because of the design since it does actually work, but configuration-wise. The card is capable of spinning a motor, but it’s a bit of tweaking left before we can make the motors spin in a way we are happy with.

Of course lots of things have gone wrong – circuitboards that have been designed a bit goofy, short circuits that burned components, faulty code, etching that went wrong and coffee that went cold. But all in all we are happy with what we have accomplished and feel that it has been a good learning experience working with this project.

The Electronics team is out!

/Björn, Björn, Björn, Sofi och Charlie

Elektronik – v31

el_1
Figur 1: 3D-renderad bild på ESC-kretsen.

Vi har fortsatt försökt få all Arduino-kod att fungera på Teensyn så som koden fungerade på Arduino Uno/Romeo korten vi använde tidigare. Nu verkar vi ha fått det mesta att fungera, då vi kan kontrollera motorerna. Vi kan även använda RPM-mätaren igen och se hur snabbt motorerna snurrar. Däremot så har vi inte fått igång temperatursensorn efter vi bytte till Teensyn. Det är förmodligen nånting i koden som inte stämmer överens mellan de två korten som vi måste korrigera.

Vi börjar bli klara med kretskorten. Vi har etsat strömförsörjningskretsen, och nu väntar vi bara på att löda fast alla komponenter. ESC-kretskortet beställde vi då det hade varit för komplicerat att etsa själv. Det kortet borde komma vilken dag som helst. Sen är det bara att få fast alla komponenter, så ska det vara klart!

//We have continued trying to get the Arduino code we wrote for the Arduino Uno/Romeo cards to work on the Teensy processor. We seem to have succeeded transferring most of it, as we can control the motors and the RPM sensor correctly. However, the temperature sensor is still not giving us the right readings. We probably have to correct some code somewhere that the Teensy does not read the same way as the other Arduino processors.

We are nearing the end with the circuits. The power distribution circuit has been etched, and now we are just waiting to solder the components on. We decided to order the ESC circuit, since it is too complicated to etch ourselves. It should arrive any day now. Once it arrives and we attach the components and the circuits should be done!

Elektronik – v28

el_1

Vi har den här veckan till slut börjat med vårt första riktiga kretskort. Vi hade dock lite mer problem med att etsa korten och trots att vi designat om det, så blev det inte bra. Problemet löste sig som tur var! Vi hade bara missförstått hur en timer fungerade. Nu har vi mycket finare kort som vi dessutom för första gången fått testa att löda fast komponenter på. Snart kan de testas på riktigt.

Arbetet med att kontrollera motorn har också fortsatt som vanligt. Vi gör ständiga förbättringar i koden och hur motorn kontrolleras, samtidigt som vi försöker möta krav från team Experiment som använder vår kod till att kontrollera sin motor och därmed mätinstrumentet. Vi har även fortsatt med att försöka kommunicera seriellt mellan våra mikrokontroller, och har nått en del framgång den här veckan. Vi kan styra motorn seriellt, men lite andra problem har uppstått när data ska skickas tillbaka.

//We have finally begun making our first real circuit this week. We kept having some issues when etching the card, even after redesigning it, but we solved it when we realized we had read a timer incorrectly. Now we were able to etch a much cleaner card, and could start soldering the components onto it. The cards should soon be ready to test out.

Work has continued on the brushless motor. We keep improving the Arduino code which controls the ESC and the motors. At the same time we have to meet the required specifications from the Experiment team, since they are using our code to control their motors, and by extension the instrument. We have also continued trying to communicate serially between our microcontrollers, and we have had some success. Now the motors can be controlled through the serial monitor, but we still have not figured out how to send data back from the slave controller to the master controller.

Elektronik – v25

el_1
Figur 1: Här ser vi vår strömförsörjningskrets.

Under veckan har teamet monterat ihop den första versionen av strömförsörjningskretsen och sett att det verkar fungera bra! Nästa version med bättre säkringskretsar har ritats upp och planeras att byggas till veckan.

Motorerna har kopplats till vår strömförsörjningskrets för att testa hur belastningen ser ut vid start och stopp, och om några åtgärder måste vidtas för att jämna ut spänningen. Vi har även börjat kika lite på kommunikation mellan mikrokontrollers för att kunna simulera hur kommunikationen till mätinstrumentet kommer fungera senare.

Hela veckan veckan har vi kämpat på med att förstå oss på detta aber till utvecklingsverktyg och provat både olika operativsystem, programmerare och böner. Det ser dock ut att ljusna och till veckan hoppas vi kunna få en lampa att blinka. Mot framtiden!

//The team has assembled the first version of the electrical distribution circuit, and it seems to work well! The next version will feature a more robust system for protecting the sensitive electronic instruments. This next version will be built next week when we recieve the necessary components.

The motors have been connected to our electrical distribution circuit to test how much power is drawn during startup. The output signal from the circuit is also monitored to make sure the signal is even. We may have to take steps to smooth out the signal if it is too uneven. We’ve also begun looking at the communication between two microcontrollers to simulate how things are going to work with the final prototype.

We have struggled all week trying to understand this mystical development tool. We have tried using different operating systems, programmers, and prayers. A glimmer of hope remains however, and next week we hope to be able to get a LED to flash. To the future, and beyond!