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

UDALOSTI

2019-03-13

Ako zapojiť elektromotor k Arduino?

Existuje mnoho spôsobov na pripojenie malých elektromotorov k Arduino, no najpopulárnejšími a najjednoduchšími z nich je spojenie motora cez mostík typu H alebo prostredníctvom transformátorov. Pripájajúc elektromotor k platforme Arduino netreba zabúdať, že prepojenie nesmie byť priame, pretože by mohlo dôjsť k poškodeniu programovacej platformy.

PREČO SA PRIPÁJAJÚ ELEKTRICKÉ MOTORY K ARDUINO?

Implementácia elektromotorov v tvorených obvodoch a ich ovládanie pomocou Arduino nám otvára rad rozličných možností. Základným účelom zapájania motorov je možnosť hýbať prvkami vytvorených systémov, konštruovanie vozidiel, dokonca robotov. Vďaka Arduino je možné ovládať smer otáčok hriadeľa motora aj jeho rýchlosť otáčok.

ZAPÁJANIE MOTORA K ARDUINO MUSÍ PREBIEHAŤ NEPRIAMO

Priame zapojenie programovacej platformy k motoru nehrozí iba spálením výstupného portu Arduino, ale aj obmedzuje možnosti ovládania takto postaveného systému na minimum. Arduino môže pre každý výstupný port dodať prúd s intenzitou cca 20 mA a každý, dokonca aj ten najmenší elektromotor dostupný na trhu, vyžaduje správnu prevádzku od desaťnásobne po niekoľkotisícnásobne väčšiu intenzitu. Aj preto je potrebné pripojiť elektromotor k Arduino nepriamym spôsobom, prostredníctvom vhodného drivera, ktorý bude regulovať intenzitu transferovaného prúdu.

Aké motory možno pripojiť k Arduino a čo si treba všímať pri ich výbere?

Programovacia platforma Arduino umožňuje prepájať všetky nízkoampérové elektromotory dostupné na trhu. K Arduino môžete pripojiť:

  • bezkefové motory BLDC s komutátorom,
  • kefové motory DC ako najjednoduchšie elektromotory napájané DC prúdom,
  • vibračné elektromotory, ktoré prostredníctvom pohybu hriadeľa generujú vibrácie,
  • krokové motory zabezpečujúce vysokú presnosť ovládania prostredníctvom pohybu hriadeľa,
  • Letecké EDF motory skonštruované z rotora a motora s telom,
  • Lineárne pohony umožňujúce vykonať lineárny pohyb,
  • servomotory,

Parametre, ktoré si treba všímať pri voľbe elektromotora pre Arduino, závisia od typu motora. No k najdôležitejším patria nasledujúce:

  • intenzita odoberaného prúdu [A] – parameter definuje intenzitu prúdu, ktorá je potrebné pre správne spustenie motora;
  • menovité napätie [V] – je to hodnota napätia, pri ktorej bude obvod v prevádzke; štandardne pracujú obvody s Arduino s napätím 12 V;
  • krútiaci moment [Nm] – kľúčový parameter elektromotora (a nielen), ktorý podmieňuje jeho výkon; čím vyšší krútiaci moment motor generuje, tým je silnejší;
  • rýchlosť otáčok [ot./min] – parameter podmieňujúci rýchlosť otáčok hriadeľa motora,
  • hmotnosť a rozmery [g a mm] – tieto parametre sú dôležité najmä počas budovania ľahkých obvodov, v ktorých sa do úvahy berú rozmery motora,
  • rozlíšenie [počet krokov] – tento parameter sa týka výhradne krokových motorov a stanovuje presnosť, s akou sa môže pohybovať hriadeľ krokového motora,
  • lineárna rýchlosť [mm/s] – tento parameter sa vzťahuje výhradne na lineárne motory a definuje tempo, ktorým môže motor vysúvať hriadeľ v lineárnom smere.

AKO ZAPOJIŤ ELEKTROMOTOR K ARDUINO?

Keď už poznáme druhy motorov, ktoré je možné pripojiť k Arduino a parametre, ktoré si treba všímať pri ich výbere, môžeme prejsť k samotnému zapájaniu. Najjednoduchšie sa zapájajú štandardné kefové DC motory, vibromotory a servomotory. Trochu náročnejšie je to s lineárnymi pohonmi, krokovými motormi a čerpadlami.

Ako zapojiť elektromotor k Arduino?

Kefové DC motory a vibromotory sú najjednoduchšie, najčastejšie sa používajú a zároveň sú najľahšie zapojiteľné elektromotory. Štandardne sa k programovacej platforme pripájajú motory s hodnotou 1-5 A, ktoré pracujú s napätím 5-9 V. Pri silnejších motoroch s väčšími parametrami sa používajú špeciálne drivery. Kefové DC motory a vibračné motory je možné zapojiť pomocou obvodu s tranzistorom alebo pomocou mostíka typu H. Prvá metóda umožňuje ovládanie výhradne rýchlosťou otáčok hriadeľa motora, metóda zapojenia pomocou mostíka umožňuje ovládať rovnako rýchlosť aj smer otáčok hriadeľa. Preto je potrebné zvoliť si správnu metódu podľa vlastných potrieb a účelu.

Zapojenie kefového DC motora a vibromotora pomocou tranzistora

Zapojenie DC elektromotora a vibromotora pomocou tranzistora je veľmi jednoduché a vyžaduje iba tri komponenty: rezistor, usmerňovaciu diódu a tranzistor. V obvode možno použiť napríklad usmerňovaciu diódu 1N4148 alebo 1N4007, tranzistor 2N2222 a rezistor s odporom 10 kΩ. Zapojenie treba začať od vybrania pinu Arduino s príslušným výstupným napätím. Pin Arduino zapájame na doske kontaktov s rezistorom a na samom konci s bázou tranzistora. Emitor tranzistora uzemníme, jeho kolektor spojíme s motorom paralelne zapojenou usmerňovacou diódou. Z druhej strany pripojíme motor k napájaniu. Rezistor v obvode obmedzuje intenzitu prúdu, ktorý tečie do tranzistora, usmerňovacia dióda obmedzuje iba riziko výskytu spätných prúdov a píkov (vrcholov napätia) vyskytujúcich sa počas zapojenia obvodu. Spätné prúdy a píky by mohli spôsobiť poškodenie programovacej platformy.

Zapojenie pomocou H mostíka

Tento spôsob zapojenia zabezpečuje možnosť ovládania smeru otáčok hriadeľa motora. Kým v prípade vibromotorov je ovládanie smeru otáčania ich hriadeľa obyčajne neopodstatnené (keďže budú generovať vibrácie nezávislé od smeru otáčok hriadeľa), tak ovládanie hriadeľa kefového DC motora je zvyčajne kľúčovou funkcionalitou obvodu. Navyše, pomocou H mostíka je možné zapojiť aj lineárny motor, ak jeho konštrukcia vychádza z DC motora. H mostíky možno vytvoriť samostatne z niekoľkých tranzistorov alebo kúpiť už hotové obvody. Ich základnou úlohou je príjem signálu vyslaného z Arduino a transformácia jeho parametrov na výstupe mostíka. Ak chceme zapojiť DC kefové motory, vibromotory alebo lineárne pohony, je potrebné mať k dispozícii rezistor (napr. s odporom 10 kΩ), prepínač a hotový H mostík (napr. SN754410, L29NE alebo L293D). H mostík je potrebné zvoliť pre daný obvod z hľadiska intenzity odoberaného prúdu motorom pri jeho maximálnom zaťažení – tento parameter sa nazýva prúdovou kapacitou mostíka. Každý H mostík sa môže vyznačovať pozmenenou konštrukciou a vyvedením pinov, preto je potrebné pred zapojením skontrolovať schému vyvedenia pinov v katalógovom liste mostíka. Pre vysvetlenie spôsobu zapojenia elektromotora s Arduino si pomôžeme mostíkom L293D. Mostík L293D je vybavený nasledujúcimi pinmi:

  • pin 1 – zodpovedný za ovládanie rýchlosti motora,
  • pin 2 a 7 – zodpovedné za smer otáčok hriadeľa motora,
  • pin 8 – napájanie VC do 36 V,
  • pin 9 – môže ovládať rýchlosť druhého zapojeného motora,
  • piny 10 a 15 – môžu ovládať smer otáčok hriadeľa druhého zapojeného motora,
  • pin 16 – napájanie VCC do 5 V,
  • piny: 4, 5, 12 i 13 – uzemnené (spojené do GND).

Prvým krokom zapojenia je umiestnenie H mostíka na doske. Následne je potrebné pripojiť mostík k napájaniu a následne zapnúť napájanie motora (alebo motorov). Predposlednou fázou je napojenie logického obvodu riadiaceho mostík na elektrickú energiu a poslednou zapojenie pinov zodpovedných za ovládanie prevádzky motora (alebo motorov). Pred samotným zapájaním je však potrebné pamätať na to, že obvod H mostíka s elektromotorom môže byť napájaný jedným alebo dvomi napätiami. Ak ho napojíme jedným napätím, bude potrebné využiť zdroj napätia s vhodnou filtráciou, ktorý obmedzí riziko výskytu rušenia. Lepším, populárnejším a bezpečnejším riešením je napájanie obvodu z dvoch zdrojov – v tom prípade bude prevádzka motora napájaná z mostíka a logická časť mostíka (ovládajúca prevádzku motora) bude napájaná z druhého nezávislého zdroja. 5-voltový pin Arduino je potrebné zapojiť do logickej časti mostíka a ostané k pinom mostíka, ktoré sú zodpovedné za ovládanie motora.

ZAPÁJANIE SERVOMOTOROV

Zapájanie servomotorov je mimoriadne jednoduché, pretože ich vývody sú vždy rovnaké. Zapojenie servomotora k Arduino je potrebné začať zapojením zemniča napájania motora a obvodu (zvyčajne sú to dva 5-voltové zdroje napájania). Ďalším krokom je spojenie výstupy PWM Arduino (označeného značkou „~”) s pinom, ktorý ovláda servomotor. Po zapojení je potrebné už iba nahrať vhodnú knižnicu.

ZAPÁJANIE KROKOVÝCH MOTOROV PROSTREDNÍCTVOM DEDIKOVANÉHO DRIVERA

Krokové motory sa s Arduino prepájajú prostredníctvom dedikovaných driverov. Tieto súčiastky je potrebné vybrať podľa maximálnej intenzity prúdu a menovitého napätia, a samotný driver musí byť zvolený rovnako podľa napájacieho napätia motora aj napájacieho napätia obvodu. Prúdová kapacita drivera musí byť väčšia ako maximálna intenzita prúdu odoberaného motorom. Na účely tohto textu postupujme tak, že chceme k Arduino chceme pripojiť krokový motor s napätím 12 V. Je pre neho vhodný napríklad driver A4988. Najprv pripájame driver na dosku, následne zapájame piny GND a VDD do napájania drivera (3 – 5,5 V). Piny GMD a VMOT zapájame k napájaniu motora a pin SLP prepájame s pinom RST. Piny: 1A, 2A, 1B a 2B prepojíme s motorom. Od druhu krokového motora (toho, či je bipolárny alebo unipolárny) závisí spôsob zapojenia pinov 1A, 2A, 1B a 2B. V bipolárnych motoroch spájame pin 1A s čiernym vodičom od motora, pin 2A s červeným vodičom, pin 1B so zeleným vodičom a pin 2B s modrým vodičom. Unipolárne motory majú šesť vodičov, ale žltý a biely vodič nemusíme zapájať. Správne zapojenie krokového motora k Arduino má za následok to, že pre vysoký stav motora sa hriadeľ otáča vpravo, pre nízky vľavo. Pre rastúcu hranu vykonáva hriadeľ motora jeden krok a jeho smer závisí od zapojenia pinu DIR.

linecard

Aby ste mohli prezerať produkty, zvoľte výrobcu alebo kategóriu

Quick Buy

?
symbol tovaru objednané množstvo
Prezrieť

Iné možnosti Quick Buy

epayment_home

Táto internetová strana používa súbory cookie. Kliknitesem, ak sa chcete dozvedieť viac o súboroch cookie a o ich nastaveniach.

Viackrát neukazovať