You are browsing the website for customers from Bulgaria. Based on location data, the suggested version of the page for you is
USA / US
Change country
x

СЪБИТИЯ

2019-03-13

Как да свържем електрически двигател към Arduino?

Съществуват много начини за свързване на малки електрически двигатели към Arduino, а най-популярните и най-прости от тях са свързването на двигателя чрез мост от тип Н или чрез транзистори. Когато свързвате електрически двигател към платформата Arduino, трябва да помните, че свързването не трябва да се извършва директно, тъй като може да повреди платформата за програмиране.

ЗАЩО ЕЛЕКТРИЧЕСКИТЕ ДВИГАТЕЛИ СЕ СВЪРЗВАТ КЪМ ARDUINO?

Използването на електрически двигатели в създадените схеми и управлението им с Arduino предоставя много разнообразни възможности. Основната цел на свързването на двигателите е възможността с тях да се задвижват елементите на създадените системи, изграждането на превозни средства и дори роботи. Благодарение на Arduino е възможно управление както посоката на въртене на вала на двигателя, така и неговата скорост на въртене.

СВЪРЗВАНЕТО НА ДВИГАТЕЛЯ КЪМ ARDUINO ТРЯБВА ДА СЕ ИЗВЪРШИ ПО НЕПРЯК НАЧИН

Директното свързване на платформата за разработка с двигателя не само застрашава изгарянето на изходния порт на Arduino, но и ограничава до минимум възможностите за управление на така създадената система. Arduino може да захранва с ток 20 mA през всеки изходен порт, а всеки - дори и най-малкият електрически двигател, който се предлага на пазара - изисква 10 до 1000 пъти повече ток, за да работи правилно. Следователно е необходимо електрическият двигател да се свърже към Arduino индиректно, чрез подходящ контролер, който ще регулира стойността на тока.

КАКВИ ДВИГАТЕЛИ МОЖЕ ДА СЕ СВЪРЗВАТ С ARDUINO И НА КАКВО ДА СЕ ОБЪРНЕ ВНИМАНИЕ ПРИ ИЗБОРА?

Платформата за програмиране Arduino предоставя възможност за свързване на всички налични на пазара нисковолтови електродвигатели. Към Arduino можете да свържете:

  • безчеткови двигатели BLDC с комутатор,
  • четкови двигатели за постоянен ток, които са най-простите електрически двигатели, захранвани с постоянен ток,
  • вибрационни двигатели, които чрез движението на вала генерират вибрации,
  • стъпкови двигатели, осигуряващи висока прецизност на управлението чрез импулсно движение на вала,
  • турбинни задвижвания EDF, състоящи се от ротор и двигател с корпус,
  • линейни двигатели, позволяващи линейно движение,
  • сервомеханизми,

Параметрите, на които трябва да се обърне внимание при избора на електродвигател за Arduino, зависят от типа на двигателя. Най-важните от тях са:

  • консумация на ток [A] - параметърът определя тока, необходим за правилното пускане в движение на двигателя;
  • номинално напрежение [V] - това е стойността на напрежението, с която ще функционира системата; стандартно системите с Arduino работят при напрежение 12 V;
  • въртящ момент [Nm] - ключов параметър на електродвигателя (и не само), който определя неговата мощност; колкото по-голям е въртящият момент на двигателя, толкова той е по-мощен;
  • скорост на въртене [обор./мин.] - параметър, определящ скоростта на въртене на вала на двигателя,
  • тегло и размери [g и mm] - тези параметри са съществени особено при изграждането на леки системи, при които се вземат предвид размерите на двигателя,
  • резолюция [брой стъпки] - този параметър се отнася само за стъпкови двигатели и определя прецизността, с която може да се движи валът на стъпковия двигател,
  • линейна скорост [mm/s] - този параметър се отнася само за линейни задвижвания и определя скоростта, с която двигателят може да придвижва вала в линейна посока.

КАК ДА СВЪРЖЕМ ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ДВИГАТЕЛ С АРДУИНО?

Познавайки видовете двигатели, които могат да бъдат свързани към Arduino и параметрите, на които трябва да се обърне внимание при избора им, можем да преминем към свързване на двигателя. Най-лесните за свързване са стандартните двигатели за постоянен ток, вибрационните двигатели и сервомеханизмите. Малко по-трудно се свързват линейните задвижващи механизми, стъпковите двигатели и помпите.

Как да свържем електрически двигател към Arduino?

Постояннотоковите четкови двигатели и вибрационните двигатели са най-прости, най-често срещани и в същото време най-лесни за свързване електрически двигатели. Стандартно към платформата за програмиране се свързват двигателите с мощност 1-5 А, които работят с напрежение 5-9 V. За по-мощни двигатели с по-високи параметри се използват специални контролери. Постояннотоковите четкови двигатели и вибрационните двигатели можете да свържете чрез транзистор или чрез мост от тип Н. Първият метод позволява само регулиране на скоростта на въртене на вала на двигателя, а свързването посредством мост позволява управление както на скоростта, така и на посоката на въртене на вала. Поради това трябва да изберете правилния метод на свързване в съответствие с Вашите собствени нужди и цели.

Свързване на постояннотоков четков двигател и вибрационен двигател с използване на транзистор

Свързването на постояннотоков четков двигател и вибрационен двигател с транзистор е много просто и изисква само три компонента: ограничителен резистор, изправителен диод и транзистор. Можете да използвате напр.: изправителен диод 1N4148 или 1N4007, транзистор 2N2222 и ограничаващ резистор със съпротивление 10 kΩ. Дейностите по свързване трябва да започнете от избора на пин на Arduino с подходящо изходно напрежение. Пинът на Arduino свързваме върху печатна платка бредборд с резистора и в самия край с базата на транзистора. Емитерът на транзистора свързваме с маса, а неговият колектор свързваме с двигателя през успоредно свързан изправителен диод. От другата страна трябва да свържете двигателят към захранването. Наличният в веригата резистор ограничава стойността на тока, който протича към транзистора, докато изправителният диод намалява риска от обратни токове и пренапрежение, които възникват при включване на системата. Обратните токове и пренапреженията биха могли да доведат до повреда на платформата за програмиране.

Свързване с използване на мост от тип Н

Този метод на свързване гарантира възможност за управление не само на скоростта, но и на посоката на въртене на вала на двигателя. Докато при вибрационните двигатели управлението на посоката на въртене на вала обикновено е неоправдано (тъй като те генерират вибрации, независимо от посоката на въртене на вала), управлението на вала на постояннотоковия четков двигател обикновено е ключова функционалност на системата. Нещо повече, посредством мост от тип Н можете да свържете и линеен задвижващ механизъм, ако конструкцията му базира на постояннотоков двигател. Мостовете от тип Н можете да изградите самостоятелно от няколко транзистора или да купите готови интегрални схеми. Основната им задача е да получат сигнала, изпратен от Ардуино и да преобразуват параметрите му на изхода на моста. Ако искате да свържете постояннотоков четков двигател, вибрационен двигател или линеен двигател, е необходимо да се оборудвате с: ограничителен резистор (например със съпротивление 10 kΩ), превключвател и готов мост от тип Н (например SN754410, L29NE, или L293D). Мостът от тип H трябва да бъде избран за системата по отношение на тока, консумиран от двигателя по време на неговото максимално натоварване - този параметър се нарича токова ефективност на моста. Всеки мост от тип Н може да има малко по-различна конструкция и изводи-пинове, следователно, преди да пристъпите към дейности по свързване, е необходимо да проверите схемата с изводите-пинове в каталожната карта на моста. За да обясним, как да свържете електрически двигател с Arduino, ще използваме мост L293D. Мост L293D притежава следните пинове:

  • пин 1 - отговаря за регулиране на скоростта на двигателя,
  • пин 2 и 7 - отговарящи за посоката на въртене на вала на двигателя,
  • пин 8 - захранване VC, свързано към напрежение 36 V,
  • пин 9 - може да управлява скоростта на втория свързан двигател,
  • пинове 10 и 15 - могат да управляват посоката на въртене на вала на втория свързан двигател,
  • пин 16 – захранване VCC, свързано към напрежение 5 V,
  • пинове: 4, 5, 12 и 13 – заземяване (свързано с GND).

Първата стъпка по време на изпълнение на съединенията е инсталиране на моста от тип Н върху печатната платка бредборд. След това свържете масите на моста към захранването и едва след това захранването към двигателя (или двигателите). Предпоследният етап от дейностите по свързване е подаването на захранване към логическата верига, управляваща моста, а последният етап е свързването на пиновете, които отговарят за управлението на работата на двигателя (или двигателите). Преди да пристъпите към дейностите по свързване, трябва да вземете предвид, че мостът от тип Н с електрически двигател може да бъде захранван от едно или две напрежения. Ако използваме едно захранващо напрежение, ще трябва да използваме източник на напрежение с подходящо добра филтрация, което ще намали риска от наличие на смущения. По-добро, по-популярно и по-безопасно решение е захранване на системата от два източника - в такъв случай двигателят се захранва от моста, а логическата част на моста (управляваща работата на двигателя) се захранва от втори независим източник. Следователно си заслужава да свържете 5-волтовият пин на Arduino с логическата част на моста, а останалото захранване към пиновете на моста, които отговарят за управлението на двигателя.

СВЪРЗВАНЕ НА СЕРВОМЕХАНИЗМИ

Свързването на сервомеханизмите е изключително лесно, тъй като изводите им са винаги еднакви. Свързването на сервомеханизмите към Arduino трябва да започне от свързване на захранването на двигателя и захранването на системата (обикновено това са два източника на захранване с напрежение 5 V). Следващата стъпка е да свържете изхода PWM на Arduino (маркиран със символ „~”) към пина, който управлява сервомеханизма. След като изпълните операциите по свързване на електрическите съединения, трябва само да заредите съответната библиотека.

СВЪРЗВАНЕ НА СТЪПКОВИ ДВИГАТЕЛИ ПОСРЕДСТВОМ СПЕЦИАЛЕН КОНТРОЛЕР

Стъпковите двигатели се свързват към Arduino индиректно чрез специални контролери. Тези елементи трябва да бъдат съответно избрани по отношение на максималния ток и номиналното напрежение, а самият контролер трябва да бъде съобразен както с напрежението на захранването на двигателя, така и със захранващото напрежение на управляваща верига. Максималният изходен ток на контролера трябва да бъде по-голям от максималния ток, консумиран от двигателя. За целите на текста нека да приемем, че искаме да свържем стъпков двигател за напрежение 12V към Arduino. В този случай е подходящ контролер A4988. Първо, инсталирайте контролера върху печатната платка бредборд, след което свържете пиновете GND и VDD към захранването на контролера (3 - 5,5 V). Пиновете GMD и VMOT свържете към захранването на двигателя. Пин SLP свържете с пин RST. Пинове: 1A, 2A, 1B и 2B свързваме с двигателя. Начинът на свързване на пинове 1A, 2A, 1B и 2B зависи от вида на стъпковия двигател (дали е биполярен или униполярен). В случай на биполярни двигатели пин 1А свързваме с черния кабел на двигателя, пин 2А с червения, пин 1В със зеления и пин 2В със синия. Униполярните двигатели имат шест кабела, но жълтият и белият кабел могат да останат несвързани. Правилното свързване на стъпковия двигател с Arduino води до това, че при високото състояние валът на двигателя се завърта надясно, а при ниско - наляво. За нарастващия фронт на импулса валът на двигателя извършва една стъпка и нейната посока зависи от свързването на пин DIR.

linecard

За да видите продуктите, изберете производителя или категорията

Quick Buy

?
символ на продукта кол-во
Прегледай

Други опции на Quick Buy

epayment_home

Тази витрина използва файлове cookies. Кликнете тук, за да научите повече за cookies и управлението на техните настройки.

Не показвай повече