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

UDÁLOSTI

2019-03-13

Jak připojit elektrický motorek k Arduinu?

Existuje mnoho způsobů, jak připojit malé elektrické motorky k Arduinu, a nejpopulárnějším a nejjednodušším z nich je připojení motorku pomocí můstku typu H nebo pomocí tranzistorů. Při připojování elektrického motorku k platformě Arduino je třeba mít na paměti, že připojení nelze provést přímo, jelikož by mohlo dojít k poškození programovací platformy.

PROČ SE ELEKTRICKÉ MOTORKY PŘIPOJUJÍ K ARDUINU?

Implementace elektrických motorků do vytvářených obvodů a jejich řízení pomocí Arduina otevírá před námi mnoho různorodých možností. Základním cílem připojování motorků je možnost uvádět do pohybu komponenty vytvářených obvodů, stavba vozidel, a dokonce robotů. Díky Arduinu lze řídit jak směr otáčení hřídele, tak i jeho rychlost otáčení.

PŘIPOJENÍ MOTORKU K ARDUINU SE MUSÍ PROVÉST POMOCÍ PROSTŘEDNÍKA

Přímé propojení programovací platformy s motorkem nejen ohrožuje spálením výstupní port Arduina, ale rovněž omezuje možnosti řízení takto vytvořeného zapojení na minimum. Arduino může přes každý výstupní port dodávat proud asi 20 mA a každý motorek – i ten nejmenší dostupný na trhu – vyžaduje pro správnou funkci desetkrát až tisíckrát větší proud. Proto je nezbytné připojit elektrický motorek k Arduinu přes prostředníka, přes vhodný budič, který bude řídit přenášený proud.

JAKÉ MOTORKY LZE PŘIPOJIT K ARDUINU A NA CO DÁVAT POZOR PŘI JEJICH VÝBĚRU?

Programovací platforma Arduino umožňuje připojení všech elektrických motorků s malými proudy dostupných na trhu. K Arduinu lze připojit:

  • bezkartáčové motorky BLDC s komutátorem,
  • kartáčové DC motorky, které jsou nejjednoduššími elektrickými motorky napájenými DC napětím,
  • vibrační motorky, které pohybem hřídele generují vibrace,
  • krokové motorky zajišťující vysokou přesnost řízení pulsním pohybem hřídele,
  • tunelové pohony EDF tvořené lopatkovým kolem a motorkem s krytem,
  • lineární pohony umožňující provádět lineární pohyb,
  • servomechanismy,

Parametry, kterým je při výběru elektrického motorku pro Arduina věnovat pozornost, závisejí na typu motorku. Nicméně mezi nejdůležitější z nich se řadí:

  • velikost odebíraného proudu [A] - parametr určuje velikost proudu, který je požadovaný pro správné uvádění motorku do pohybu;
  • jmenovité napětí [V] – je to hodnota napětí, při kterém bude obvod fungovat; standardně pracují obvody s Arduinem při napětí 12 V;
  • krouticí moment [Nm] – klíčový parametr elektrického motorku (a nejen), který určuje jeho sílu; čím větší krouticí moment motorek generuje, tím je silnější;
  • rychlost otáčení [ot./min] – parametr definující rychlost otáčení hřídele motorku,
  • hmotnost a rozměry [g a mm] – tyto parametry jsou důležité zvláště při stavbě lehkých konstrukcí, u kterých se berou v úvahu rozměry motorku,
  • rozlišení [počet kroků] – tento parametr se týká výlučně krokových motorků a definuje přesnost, s jakou se může hřídel krokového motorku pohybovat,
  • lineární rychlost [mm/s] – tento parametr se týká výlučně lineárních motorků a definuje rychlost, s jakou může motorek vysouvat hřídel v lineárním směru.

JAK PŘIPOJIT ELEKTRICKÝ MOTOREK K ARDUINU?

Známe-li druhy motorků, které lze k Arduinu připojit, a parametry, kterým je třeba věnovat pozornost při jejich výběru, můžeme přikročit k propojovacím činnostem. Nejsnadněji se připojují standardní kartáčové motorky DC, vibrační motorky a servomechanismy. O něco obtížněji se připojují lineární motorky, krokové motorky a čerpadla.

Jak připojit elektrický motorek k Arduinu?

Kartáčové motorky DC a vibrační motorky jsou nejjednodušší, nejčastěji se objevující v zapojení elektrické motorky, které se zároveň připojují nejsnadněji. Standardně se k programovací platformě připojují motorky s proudem 1-5 A, které pracují při napětí 5-9 V. Pro výkonnější motorky s většími parametry se používají speciální budiče. Kartáčové motorky DC a vibrační motorky lze připojit pomocí obvodu s tranzistorem nebo pomocí můstku typu H. První metoda umožňuje řídit výlučně rychlost otáčení hřídele motorku, zatímco metoda připojení pomocí můstku umožňuje řídit jak rychlost, tak i směr otáčení motorku. Proto také je třeba zvolit vhodnou metodu připojení podle vlastních potřeb a záměrů.

Připojování kartáčového motorku DC a vibračního motorku pomocí tranzistoru

Připojování kartáčového motorku DC a vibračního motorku pomocí tranzistoru je velmi jednoduché a vyžaduje pouhé tři součástky: omezovací rezistor, usměrňovací diodu a tranzistor. V zapojení lze použít např. usměrňovací diodu 1N4148 nebo 1N4007, tranzistor 2N2222 a omezovací rezistor s odporem 10 kΩ. Připojovací práce je třeba začít výběrem pinu Arduina s vhodným výstupním napětím. Pin Arduina propojíme na kontaktní desce s rezistorem a nakonec s bází tranzistoru. Emitor tranzistoru uzemníme a jeho kolektor spojíme s motorkem s paralelně připojenou usměrňovací diodou. Z druhé strany připojíme motorek k napájení. Rezistor v obvodu omezuje velikost proudu, který teče do tranzistoru, usměrňovací dioda pak omezuje riziko vzniku zpětných proudů a píků (špiček napětí), které vznikají při zapínání obvodu. Zpětné proudy a špice by mohly způsobit poškození programovací platformy.

Připojování pomocí můstku typu H

Tento způsob připojení zaručuje možnost řídit nejen rychlost, ale také směr otáčení hřídele motorku. O kolik je v případě vibračních motorků řízení směru otáčení jejich hřídele obvykle neopodstatněné (jelikož budou generovat vibrace nezávisle na směru otáčení hřídele), o tolik je ovládání hřídele kartáčového DC motorku obvykle klíčovou funkcí obvodu. Navíc lze pomocí můstku H připojit rovněž lineární pohon, pokud je jeho konstrukce založena na DC motorku. Můstky typu H lze sestavit samostatně z několika tranzistorů nebo je možné koupit hotové obvody. Jejich základním úkolem je příjem signálu vysílaného Arduinem a přetvoření jeho parametrů na výstupu můstku. Chceme-li připojit kartáčové motorky DC, vibrační nebo lineární, je třeba si sehnat omezovací rezistor (např. s odporem 10 kΩ), přepínač a hotový obvod můstku typu H (např. SN754410, L29NE nebo L293D). Můstek typu H je třeba vybírat do zapojení s ohledem na velikost proudu, který odebírá motorek při jeho maximálním zatížení – tento parametr se označuje jako proudová kapacita můstku. Každý můstek typu H může mít trochu jiné pouzdro a vývody pinů, proto je také třeba před zahájením prací zkontrolovat schéma zapojení vývodů v katalogovém listu můstku. Abychom objasnili způsob připojování elektrického motorku k Arduinu, použijeme můstek L293D. Můstek L293D má následující piny:

  • pin 1 – zodpovídající za řízení rychlosti otáčení hřídele motorku,
  • pin 2 a 7 – zodpovídající za směr otáčení hřídele motorku,
  • pin 8 – napájení VC až 36 V,
  • pin 9 – může řídit rychlost druhého připojeného motorku,
  • piny 10 a 15 – mohou řídit směr otáčení hřídele druhého připojeného motorku,
  • pin 16 – napájení VCC na 5 V,
  • piny: 4, 5, 12 a 13 – uzemní se (spojené s GND).

Prvním krokem při zapojování je umístění můstku typu H na kontaktní desce. Pak připojte zem můstku k napájení a poté připojte napájení motorku (nebo motorků). Předposledním krokem při zapojování je zapnutí napájení logického obvodu, který řídí můstek, a posledním krokem je připojení pinů zodpovědných za řízení práce motorku (nebo motorků). Než začnete zapojovat, pamatujte, že obvod můstku typu H s elektrickým motorkem může být napájen jedním nebo dvěma napětími. Pokud napájíme jen jedním napětím, je potřebné použít zdroje napětí s patřičně dobrou filtrací, která omezuje riziko vzniku rušení. Lepším, běžnějším a bezpečnějším řešením je napájení obvodu dvěma zdroji – motorek se bude napájet z můstku a logická část můstku (řídící práci motorku) se bude napájet z druhého, nezávislého zdroje. Pak stojí za to připojit 5voltový pin Arduina k logické části můstku a ostatní napájení k pinům můstku, které zodpovídají za řízení motorku.

PŘIPOJOVÁNÍ SERVOMECHANISMŮ

Připojování servomechanismů je nezvykle jednoduché, jelikož jejich vývody jsou vždy stejné. Připojování servomechanismu k Arduinu začneme spojením země napájení motorku a napájení obvodu (obvykle jsou to dva 5voltové napájecí zdroje). Dalším krokem je připojení výstupu PWM Arduina (označeného znakem „~”) s pinem, který ovládá servomechanismus. Po provedení propojovacích činností je už jen potřeba nahrát příslušnou knihovnu.

PŘIPOJOVÁNÍ KROKOVÝCH MOTORKŮ POMOCÍ DEDIKOVANÉHO BUDIČE

Krokové motorky se připojují k Arduinu prostřednictvím k tomu určených budičů. Tyto prvky je třeba spolu sladit co do maximálního proudu a jmenovitého napětí a budič samotný musí být vhodný z pohledu jak napájecího napětí motorku, tak i napětí napájení obvodu. Proudová kapacita budiče musí být větší, než je maximální proud, který odebírá motorek. Pro potřeby textu předpokládejme, že chceme připojit k Arduinu motorek na napětí 12 V. Tomu vyhovuje např. budič A4988. Nejdříve instalujeme budič na kontaktní desku a pak připojíme piny GND a VDD k napájení (3 – 5,5 V). Piny GMD a VMOT připojíme k napájení motorku a pin SLP propojíme s pinem RST. Piny 1A, 2A, 1B a 2B spojíme s motorkem. Na druhu krokového motorku (na tom, zda je bipolární nebo unipolární) závisí způsob zapojení pinů 1A, 2A, 1B a 2B. U bipolárních motorků spojujeme pin 1A s černým vodičem motorku, pin 2A s červeným vodičem, pin 1B se zeleným vodičem a pin 2B s modrým vodičem. Unipolární motorky mají šest vodičů, ale žlutý a bílý vodič můžeme nechat nepřipojený. Správné připojení krokového motorku k Arduinu se projeví tak, při vysokém stavu se hřídel motorku otáčí doprava, při nízkém doleva. Při nástupné hraně provede hřídel motorku jeden krok a jeho směr je závislý na zapojení pinu DIR.

linecard

Produkty uvidíte, až vyberete výrobce nebo kategorii

Quick Buy

?
symbol zboží objednané množství
Náhled

Další volby Quick Buy

Tato stránka používá soubory cookie. Pokud se chcete dozvědět více o souborech cookie a možnostech jejich nastavení, klikněte zde.

Příště nezobrazovat