射频电机/伺服控制

Question

在过去的几个星期里，我一直在沉溺于这个问题上，无法在网上找到有用的信息，说明我该怎么做。

目标：

• 驱动多个伺服/RC马达无线从一个pi到另一个pi。
• 本质上，我希望使用RC构建一个pi远程控制，接收端有第二个pi。

到目前为止我所做的：

• 我已经能够使用串行库和两个Pi上的Tx和Rx引脚成功地通过一个廉价的433 the接收机/发射机发送串行数据。然而，我需要同时发送至少六对两位数的数字(即12个数字).这可以使用pi/arduino上的串行库来完成，但是它会导致主连续程序循环的采样率降低到200 of以下，这是一个问题。

下一步和问题：

• 由于串行数据传输不能正常工作，所以我考虑将PWM信号直接嵌入到射频信号中。(据我所知，这就是RC控制器的业余爱好。)
• pi (据我所知)在发送精确的脉宽调制信号方面是垃圾，更糟糕的是正确地获取它们。
• 为了澄清这一点，我必须通过一个射频模块，，而不是在网络上。

我该怎么做？

也许用两个阿杜亚诺来做传输和接收？

有我能买到的“盾牌”吗？

是否有库可以为我做到这一点？(Pi还是adruino?)

编辑： Roland谢谢您的回复

我已经添加了当前的串行传输代码。我认为这不是最有效的方法。如果在另一个PWM信号之间暂停发送PWM信号，则可以发送更多的数据，而不仅仅是发送比特。我不完全确定，但我想这就是遥控RC飞机控制器发送信号的方式。

请注意，我插入的代码是一个大得多的程序的一个简单的摘录，有几个模块和几百行代码。我确实认为下面的几行是串行发射机的核心。

import serial

bProgramLoop = True
while (bProgramLoop == True):

    #...lots of code...

    iThrustPort = int(fThrustPort)
    iThrustStrb = int(fThrustStrb)
    iThrustTail = int(fThrustTail)
    iPortMotorAngle = int(fPortMotorAngle) + 50
    iStrbMotorAngle = int(fStrbMotorAngle) + 50

    sPortMotorSignal = '{:02d}'.format(iThrustPort)
    sStrbMotorSignal = '{:02d}'.format(iThrustStrb)
    sTailMotorSignal = '{:02d}'.format(iThrustTail)
    sPortAngleSignal = '{:02d}'.format(iPortMotorAngle)
    sStrbAngleSignal = '{:02d}'.format(iStrbMotorAngle)

    sSignal = sPortMotorSignal + sStrbMotorSignal + sTailMotorSignal + sPortAngleSignal + sStrbAngleSignal

    oSer.write(sSignal) #where sSignal = 1234567890 for example or any combination of numbers from 0 to 9

Answer 1

串行波特率

在你的评论中，你提到波特率为4800。这对于串行端口来说是非常低的。串行端口使用两级(二进制)信令，因此每秒以位为单位的数据速率等于波特率中的符号速率。

但是我看了一个收发器的数据表，列出了5 kbit/s作为典型的传输速度，9.6 kbit/s作为最大传输速率。也许你可以试着改进天线来提高传输速率？

但是4800波特串行意味着你不会得到超过4800/8 = 600字节/秒的带宽(这不包括停止位和奇偶校验位)。有了10字节的消息，你最多可以得到60赫兹。一个5字节的消息可以提高到120赫兹.因此，发射机似乎是限制因素。

这意味着你必须节约每一分钱！

数据包装

您的代码以级联十进制字符串的形式传输数据。对于5个数字，这需要10个字节。有可能将其减半：

让我们在0-100范围内生成5个2位数的数字.

In [1]: import random

In [2]: data = [random.randint(0, 101) for _ in range(5)]

In [3]: data
Out[3]: [18, 80, 55, 96, 44]

两个数字的十进制数只需要一个字节来存储它们。即使是两位数的十六进制数也可以用一个字节来表示.让我们把数字组合成一个字节字符串。

In [4]: import struct

In [5]: struct.pack('5B', *data)
Out[5]: b'\x12P7`,'

In [6]: len(struct.pack('5B', *data))
Out[6]: 5

您可以在单个串行write调用中发送此5字节字符串，并在接收端解压它们。

让我们比较一下这两个节拍的速度。我已经用函数包装了您的原始代码和我的struct解决方案，所以我可以很容易地使用IPython的%timeit魔术命令来度量它们。

In [7]: %cpaste
Pasting code; enter '--' alone on the line to stop or use Ctrl-D.
:def astext():
:    data = [random.randint(0, 101) for _ in range(5)]
:    sPortMotorSignal = '{:02d}'.format(data[0])
:    sStrbMotorSignal = '{:02d}'.format(data[1])
:    sTailMotorSignal = '{:02d}'.format(data[2])
:    sPortAngleSignal = '{:02d}'.format(data[3])
:    sStrbAngleSignal = '{:02d}'.format(data[4])
:    sSignal = (sPortMotorSignal + sStrbMotorSignal + sTailMotorSignal +
:               sPortAngleSignal + sStrbAngleSignal)
:    return sSignal
:
:
:def asbinary():
:    data = [random.randint(0, 101) for _ in range(5)]
:    return struct.pack('5B', *data)
:--

In [8]: %timeit astext()
10000 loops, best of 3: 31.6 µs per loop

In [9]: %timeit asbinary()
10000 loops, best of 3: 23.5 µs per loop

In [10]: (31.6-23.5)/31.6
Out[10]: 0.2563

(这是在英特尔core2处理器上。Pi中的ARM芯片可能会慢一些。)生成二进制字符串比生成文本字符串花费的时间大约少25%。

但从这些时候，您可以看到，这些可能不是性能的关键。它们可以在>30 kHz的时候组装数据。要想做到时间紧迫，Pi必须慢150倍。

重要的是二进制字符串的长度是文本字符串的一半，所以我希望它的传输速度大约是文本字符串的两倍。

您应该仔细考虑的是，对于每个信号，实际需要多少个不同的信号级别？4位给出2⁴= 16级，8位给出2⁸=256个级别。如果您的应用程序可以使用16个信号级别，则可以将您的消息打包为5*4= 20位。

Answer 2

(代表“任择议定书”张贴)。

解决了上述串行数据传输问题。有关详细信息，请转到我的另一篇文章:使用Raspberry Pi的串行数据传输输入输出延迟。

希望这对任何人都有帮助。通过这种方式，您可以在串行连接上传输数据，无论是通过RF链路模块还是通过直接布线，而不需要任何时间延迟。

请注意，许多射频链路模块的最大传输速率为4800波特，以稳定和良好的连接。