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

EVENIMENTE

2019-03-13

Cum se conectează motorul electric la Arduino?

Există mai multe modalităţi de conectare a micilor motoare electrice cu Arduino, iar printre cele mai populare şi mai simple dintre acestea se numără conectarea motorului printr-o punte H sau prin tranzistoare. La conectarea motorului electric la platforma Arduino, trebuie să reţinem că conectarea nu trebuie realizată direct, pentru că poate cauza deteriorarea platformei de programare.

DE CE SUNT CONECTATE MOTOARELE ELECTRICE LA ARDUINO?

Implementarea motoarelor electrice în circuitele create şi controlul acestora cu ajutorul Arduino ne deschid numeroase posibilităţi. Principalul scop al conectării motoarelor îl reprezintă posibilitatea de punere în mişcare, cu ajutorul acestora, a elementelor sistemelor realizate, precum şi construcţia de vehicule, chiar şi de roboţi. Datorită Arduino este posibil controlul atât al sensului de rotaţie a arborelui motor, cât şi a vitezei de rotaţie a acestuia.

CONECTAREA MOTORULUI LA ARDUINO TREBUIE REALIZATĂ ÎN MOD INDIRECT

Conectarea directă a platformei de programare cu motorul prezintă nu doar riscul de ardere a portului de ieşire Arduino, dar şi limitează la minimum posibilitatea de control a circuitului astfel creat. Prin fiecare port de ieşire, Arduino poate furniza curent cu intensitatea de aproximativ 20 mA, iar fiecare motor electric, chiar şi cel mai mic disponibil pe piaţă, necesită, pentru o funcţionare corectă, o intensitate a curentului de zeci de ori până la câteva mii de ori mai mare. De aceea, este necesară conectarea motorului electric la Arduino în mod indirect, printr-un controler corespunzător, care reglează intensitatea curentului transferat.

CE MOTOARE POT FI CONECTATE LA ARDUINO ŞI CE TREBUIE SĂ AVEM ÎN VEDERE LA ALEGEREA ACESTORA?

Platforma de programare Arduino permite conectarea tuturor motoarelor electrice de amperaj mic disponibile pe piaţă. La Arduino se pot conecta:

  • motoare fără perii BLDC cu comutator,
  • motoare cu perii DC, care sunt cele mai simple motoare electrice alimentate cu curent DC,
  • motoare cu vibraţii, care, prin mişcarea arborelui, generează vibraţii,
  • motoare pas cu pas care asigură o înaltă precizie a controlului, prin mişcarea în impulsuri a arborelui,
  • propulsii tip tunel EDF, construite din rotor şi motor cu carcasă,
  • motoare liniare care permit realizarea unei mişcări liniare,
  • servomecanisme,

Parametrii pe care trebuie să îi avem în vedere la alegerea motorului electric pentru Arduino depind de tipul de motor. Printre cei mai importanţi dintre aceştia se numără:

  • intensitatea curentului primit [A] - parametrul se referă la intensitatea curentului care este necesar pentru punerea în funcţie corectă a motorului;
  • tensiunea nominală [V] – este valoarea tensiunii la care va funcţiona circuitul; în mod standard, circuitele cu Arduino funcţionează la tensiunea de 12 V;
  • momentul de rotaţie [Nm] – parametru cheie al motorului electric (şi nu numai), care condiţionează puterea acestuia; cu cât este mai mare momentul de rotaţie generat de motor, cu atât este acesta mai puternic;
  • viteza de rotaţie [rot./min] – parametru care condiţionează viteza de rotaţie a arborelui motor,
  • masa şi dimensiunile [g şi mm] – aceşti parametri sunt importanţi la construirea circuitelor uşoare, în care se ţine seama de dimensiunile motorului,
  • rezoluţia [numărul de paşi] – acest parametru se referă exclusiv la motoarele pas cu pas şi determină precizia cu care se poate mişca arborele motorului pas cu pas,
  • viteza liniară [mm/s] – acest parametru se referă exclusiv la motoarele liniare şi determină tempoul cu care motorul poate trage arborele în mişcare liniară.

CUM SE CONECTEAZĂ MOTORUL ELECTRIC LA ARDUINO?

Cunoscând tipurile de motoare care pot fi conectate la Arduino şi parametrii de care trebuie să ţinem seama la alegerea acestora, putem trece la operaţiunile de conectare. Cel mai uşor de conectat sunt motoarele cu perii standard DC, motoarele cu vibraţii şi servomecanismele. Puţin mai greu sunt conectate motoarele liniare, motoarele pas cu pas şi pompele.

Cum se conectează motorul electric la Arduino?

Motoarele cu perii DC şi motoarele cu vibraţii sunt motoarele electrice cele mai simple, cel mai des întâlnite în circuite şi, totodată, cel mai uşor de conectat. În mod standard, la platforma de programare sunt conectate motoare cu amperajul 1-5 A, care funcţionează la o tensiune de 5-9 V. Pentru motoarele mai puternice, cu parametri mai mari, se utilizează controlere speciale. Motoarele cu perii DC şi motoarele cu vibraţii pot fi conectate cu ajutorul unui circuit cu tranzistor sau printr-o punte H. Prima metodă permite controlul exclusiv al vitezei de rotaţie a arborelui motor, iar metoda de conectare prin punte permite controlul atât al vitezei, cât şi a sensului de rotaţie a arborelui. Rezultă că metoda de conectare trebuie aleasă în funcţie de necesităţile şi scopurile proprii.

Conectarea motorului cu perii DC şi a motorului cu vibraţii printr-un tranzistor

Conectarea motorului cu perii DC şi a motorului cu vibraţii cu ajutorul unui tranzistor este foarte simplă și necesită doar trei componente: un rezistor limitator, o diodă redresoare și un tranzistor. În circuit pot fi folosite, de exemplu: o diodă redresoare 1N4148 sau 1N4007, un tranzistor 2N2222 şi un rezistor limitator cu rezistenţa de 10 kΩ. Operaţiunile de conectare trebuie începute de la alegerea pinului Arduino cu tensiunea de ieşire corespunzătoare. Pinul Arduino va fi conectat pe placa de prototipare cu rezistorul şi la final cu baza tranzistorului. Vom lega la pământ emitorul tranzistorului , iar colectorul îl vom lega la motor prin dioda redresoare conectată în paralel. La rândul lui, motorul va fi conectat la alimentare. Rezistorul prezent în circuit limitează intensitatea curentului care circulă spre tranzistor, iar dioda redresoare limitează riscul apariţiei unor curenţi inverşi sau valuri de curent (vârfuri de tensiune), care apar la cuplarea circuitului. Curenţii inverşi şi de vârf pot conduce la deteriorarea platformei de programare.

Conectarea prin puntea H

Acest mod de conectare garantează posibilitatea de controlare nu doar a vitezei, ci şi a sensului de rotaţie a arborelui motor. Dacă în cazul motoarelor cu vibraţii controlarea sensului de rotaţie a arborelui acestora este, de obicei, fără importanţă (pentru că vor genera vibraţii indiferent de sensul de rotaţie a arborelui), în cazul motoarelor cu perii DC controlul arborelui este, în general, o funcţionalitate cheie a circuitului. În plus, prin puntea H putem conecta şi un motor liniar, în măsura în care construcţia acestuia este bazată pe un motor DC. Punţile H pot fi construite pe cont propriu, din mai multe tranzistoare sau pot fi cumpărate sub formă de circuite gata de utilizare. Sarcina lor de bază o reprezintă recepţia semnalului trimis de Arduino şi convertirea parametrilor acestuia la ieşirea punţii. Dacă dorim să conectăm motoare cu perii DC, cu vibraţii sau liniare, trebuie să vă aprovizionaţi cu: rezistor limitator (de exemplu cu rezistenţa de 10 kΩ), un întrerupător şi un circuit finit de punte H (de exemplu SN754410, L29NE sau L293D). Puntea H trebuie aleasă în funcţie de circuit, având în vedere intensitatea curentului primit de motor pe durata sarcinii maxime a acestuia - acest parametru se numeşte randamentul de curent al punţii. Punţile H pot diferi uşor prin construcţie şi prin dispunerea pinilor, de aceea, înainte de începerea operaţiunilor de conectare, trebuie să verificaţi schema de dispunere a pinilor în nota de catalog a punţii. Pentru a exemplifica modul de conectare a motorului electric cu Arduino, vom folosi puntea L293D. Puntea L293D este prevăzută cu următorii pini:

  • pinul 1 – responsabil pentru controlul vitezei motorului,
  • pinii 2 şi 7 – responsabili pentru sensul de rotaţie a arborelui motor,
  • pinul 8 – alimentare VC până la 36 V,
  • pinul 9 – poate controla viteza celui de-al doilea motor conectat,
  • pinii 10 şi 15 – pot controla sensul de rotaţie a arborelui celui de-al doilea motor conectat,
  • pinul 16 – alimentare VCC până la 5 V,
  • pini: 4, 5, 12 şi 13 – legaţi la pământ (GND).

Primul pas în conectare constă în fixarea punţii H pe placa de prototipare. Apoi se va conecta masa punţii la alimentare, iar apoi se va porni alimentarea motorului (sau a motoarelor). Penultima etapă a operaţiunilor de conectare este alimentarea cu energie electrică a circuitului logic care comandă puntea, iar ultima etapă o reprezintă conectarea pinilor care răspund de controlul funcţionării motorului (sau a motoarelor). Înainte de a începe conectarea, nu uitaţi că circuitul punţii H cu motorul electric poate fi alimentat de una sau două tensiuni. Dacă îl alimentăm cu o singură tensiune, vom avea nevoie de o sursă de tensiune cu o bună filtrare, care să limiteze riscul de apariţie a unor interferenţe. O soluţie mai bună, mai populară şi mai sigură o reprezintă alimentarea circuitului din două surse - atunci motorul va funcţiona alimentat din punte, iar partea logică a punţii (care controlează funcţionarea motorului) va fi alimentată din cea de-a doua sursă independentă. Astfel, pinul Arduino de 5V va fi conectat la partea logică a punţii, iar restul alimentării la pinii punţii care sunt responsabili pentru controlul motorului.

CONECTAREA SERVOMECANISMELOR

Conectarea servomecanismelor este foarte simplă, pentru că terminalele acestora sunt mereu aceleaşi. Conectarea servomecanismului la Arduino trebuie începută cu conectarea masei alimentării motorului şi a alimentării circuitului (de obicei, este vorba de două surse de alimentare de 5V). Pasul următorul constă în conectarea ieșirii PWM Arduino (marcate cu simbolul „~”) cu pinul care controlează servomecanismul. După efectuarea operaţiunilor de conectare, trebuie doar să încărcaţi biblioteca corespunzătoare.

CONECTAREA MOTOARELOR PAS CU PAS PRINTR-UN CONTROLER DEDICAT

Motoarele pas cu pas sunt conectate cu Arduino indirect, prin controlere dedicate. Aceste elemente trebuie potrivite unele cu altele din punctul de vedere al intensităţii maxime a curentului şi al tensiunii nominale, iar controlerul trebuie să fie adaptat atât la tensiunea de alimentare a motorului, cât şi la tensiunea de alimentare a circuitului. Randamentul de curent al controlerului trebuie să fie mai mare decât intensitatea maximă a curentului primit de motor. Pentru exemplificare, presupunem că dorim să conectăm cu Arduino un motor pas cu pas cu tensiunea de 12 V. Cu acesta se potriveşte, de exemplu, controlerul A4988. Mai întâi, fixăm controlerul pe placa de prototipare, apoi vom conecta pinii GND şi VDD la alimentarea controlerului (3 – 5,5 V). Pinii GMD şi VMOT îi vom conecta la alimentarea motorului, iar pinul SLP îl vom conecta la pinul RST. Pini: 1A, 2A, 1B şi 2B îi vom conecta cu motorul. De tipul motorului pas cu pas (şi anume bipolar sau unipolar) depinde modul de conectare a pinilor 1A, 2A, 1B şi 2B. În motoarele bipolare, pinul 1A va fi conectat la conductorul negru al motorului, pinul 2A la conductorul roşu, pinul 1B la conductorul verde, iar pinul 2B la conductorul albastru. Motoarele unipolare au şase conductoare, dar conductorul galben şi cel alb pot rămâne neconectate. După o conectare corectă a motorului pas cu pas la Arduino, în starea HIGH arborele motor se va roti spre dreapta, iar în starea LOW se va roti spre stânga. Pentru panta crescătoare, arborele motor execută un pas, iar sensul acestuia depinde de conectarea pinului DIR.

linecard

Alegeţi producătorul sau categoria

Quick Buy

?
simbolul produsului cant. comandata
Vizualizare

Alte opţiuni Quick Buy

Acest site foloseşte fişiere cookie. Apăsaţi aici, pentru a afla mai multe despre fişierele cookie şi utilizarea setărilor acestora.

Nu arăta mai mult