Autonómne riadenie otáčok motora pomocou systému spätnej väzby z tachometra založeného na infračervenom žiarení: 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Vždy je potrebné automatizovať proces, či už je to jednoduchý/monštruózny. Dostal som nápad urobiť tento projekt z jednoduchej výzvy, s ktorou som sa stretol pri hľadaní metód na zavlažovanie/zavlažovanie nášho malého kúska zeme. Problém č. súčasné napájacie vedenia a nákladné generátory (na prevádzku našej pumpy) boli ešte ťažšie.

Preto sme sa rozhodli urobiť zariadenie metódou, ktorá by bola lacná a ľahko použiteľná aj pre pracovníka. Rozhodli sme sa namontovať čerpadlo na náš starý skúter (v prevádzkovom stave) a spustiť ho pomocou hriadeľa kolesa. dobre a dobre, urobili sme mechanickú zostavu a remeňový pohon a vyskúšali sme to a malo to úspech.

Ďalším problémom však bolo, že keď bol motor v chode, vždy musel byť človek v blízkosti kolobežky, aby monitoroval otáčky a ručne ich nastavoval pomocou plynu. Tento projekt sme teda vytvorili my, aby pracovník mohol nastaviť požadované otáčky. chce naštartovať motor a venovať sa iným prácam na farme.

Nastavenie pozostáva z:

1. Tachometer na báze IR (na meranie otáčok).
2. Klávesnica na zadanie otáčok.
3. LCD displej na zobrazenie monitorovaných otáčok a aktuálnych otáčok.
4. Krokový motor na zvýšenie/zníženie plynu.
5. Nakoniec mikroprocesor na správu všetkých týchto procesov.

Krok 1: Usporiadanie požadovaných dielov

Predtým som len poskytol prehľad o tom, aké komponenty budú.

Skutočné požadované komponenty sú:

1. Mikroprocesor (použil som Arduino Mega 2560).
2. Integrovaný obvod ovládača motora L293D (alebo pomocná doska).
3. 16 x 2 LCD displej.
4. Infračervený/bezdotykový snímač (číslo modelu je STL015V1.0_IR_Sensor)
5. Unipolárny krokový motor (použil som 5-vodičový krokový motor, 12 V).
6. Klávesnica 4 x 4.
7. Pár rezistorov 220 ohmov, 1 000 ohmov.
8. 10k potenciometer.
9. Konektorové vodiče, farebné vodiče, odizolovač.
10. Breadboards.
11. 12V batéria na napájanie krokového motora.
12. 5V zdroj na napájanie Arduina.

A to je všetko, čo potrebujete, ľudia!

Krok 2: Celkový priebeh procesu

Priebeh procesu je nasledujúci:

1. Nastavenie je zapnuté a počkajte, kým sa nedokončí kalibrácia všetkých zariadení.
2. Užívateľ zadá požadované otáčky pomocou klávesnice.
3. Dochádza k navádzaniu motora. Obvykle sa to robí tak, že je do motora diktovaný konštantný referenčný bod, takže keď je zapnuté nastavenie, počiatočná poloha motora je vždy konštantná a považuje sa za referenčný bod.
4. Zapnite motor/akýkoľvek stroj, ktorý otáča kolesom.
5. Prebieha meranie otáčok, ktoré sa zobrazia na LCD displeji.
6. Tu prichádza na rad systém spätnej väzby. Ak sú zistené otáčky nižšie ako požadované otáčky, krokový motor vykročí tak, aby zvýšil plyn.
7. Ak sú zistené otáčky vyššie ako požadované otáčky, krokový motor vykročí tak, aby znížil plyn.
8. Tento proces prebieha, kým sa nedosiahne požadovaný počet otáčok, keď sa dosiahne, stepper zostane nehybný.
9. Užívateľ môže v prípade potreby vypnúť systém pomocou hlavného vypínača.

Krok 3: Vytvorenie požadovaných pripojení

Pripojenia pre krokový motor:

Pretože používam 5-vodičový krokový motor, 4 vodiče slúžia na napájanie cievok a druhý je pripojený k zemi. Nie je vždy potrebné, aby poradie 4 vodičov vychádzajúcich z motora bolo rovnaké, aby napájajte cievky. Poradie musíte manuálne zistiť pomocou multimetra, pokiaľ nie je výslovne uvedené inak, alebo sa obráťte na technický list vášho motora. K výstupom L293D IC alebo ovládača motora sú pripojené 4 vodiče.

2. Pripojenia pre L293D IC:

Dôvod, prečo budete používať ovládač motora, je ten, že váš krokový motor 12V nemôže správne fungovať na napájaní 5 V a nakoniec vyprážate dosku arduino na napájanie motora. Pinový diagram integrovaného obvodu nájdete na web, pretože je to do značnej miery štandardný prepínací IC. Kolíky a ich spojenia sú

• EN1, EN2: Povoliť (vždy vysoké alebo „1“), pretože je to štandardný dekodér a zvyčajne má ďalší vstup s názvom Povoliť. Výstup sa generuje iba vtedy, ak má vstup Enable hodnotu 1; inak sú všetky výstupy 0.
• Pin 4, 5, 12, 13: Sú spojené so zemou.
• Pin 2, 7, 10, 15: Sú to vstupné kolíky z mikrokontroléra.
• Pin 3, 6, 11, 14: Sú to výstupné kolíky pripojené k 4 kolíkom krokového motora.

3. Pripojenia k LCD:

Displej LCD má 16 pinov, z ktorých 8 slúži na prenos údajov, a vo väčšine prípadov môžete použiť iba 4 z 8 pinov. Pripojenia sú:

• Vss: zem
• Vdd: + 5V
• Vo: na potenciometer (na úpravu kontrastu)
• RS: na digitálny pin 12 arduina
• R/W: zem.
• E: na pin 11 na arduino.
• Dátové kolíky 4, 5, 6, 7: na kolíky 5, 4, 3, 2 na arduine.
• LED +: To + 5V s odporom 220 ohmov.
• LED-: na zem.

4. Pripojenia k klávesnici 4 X 4:

Pripojenia sú tu celkom jednoduché. Z klávesnice vychádza celkom 8 pinov a všetky priamo prechádzajú na digitálne piny arduina. 4 sú pre stĺpce a 4 sú pre riadky. Piny na arduino sú 46, 48, 50, 52, 38, 40, 42, 44.

5. Rozhranie IR senzora k arduino:

Tento krok je tiež jednoduchý, pretože zo snímača priblíženia vychádzajú iba 3 piny, +5 V, výstup, uzemnenie. Výstupný kolík je priradený analógovému kolíku Ao na Arduine.

A to je všetko, ľudia, sme veľmi hotoví a ďalším krokom je len nahrať môj kód, ktorý som sem priložil!

Pozrite si schému zapojenia všetkých komponentov na obrázku vyššie.

Krok 4: Mechanické spojenie krokového motora s plynom

Potom, čo je časť elektroniky hotová, ďalšou časťou je pripojenie krokového hriadeľa k plynovej páke.

Systém je taký, že keď otáčky motora klesnú, krokový motor vykročí doprava, zatlačí páčku dopredu a zvýši otáčky. Podobne, keď sú otáčky príliš vysoké, urobí krok dozadu a potiahne páku dozadu, aby sa otáčky znížili.

Video to ukazuje.

Krok 5: Kód

Je to napísané ľuďmi z Arduino IDE.

Na tento účel si tiež stiahnite potrebné knižnice.

Ďakujem.