DC-moottorin nopeuden säätö arduinolla ja potentiometrillä

DC-moottori on eniten käytetty moottori robotiikan ja elektroniikan projekteissa. DC-moottorin nopeuden säätämiseksi meillä on useita menetelmiä, kuten nopeutta voidaan säätää automaattisesti lämpötilan perusteella, mutta tässä projektissa DC-moottorin nopeutta ohjataan PWM-menetelmällä. Tässä tässä Arduino Motor Speed Control -hankkeessa nopeutta voidaan säätää kiertämällä potentiometrin nappulaa.

Pulssinleveysmodulaatio:

Mikä on PWM? PWM on tekniikka, jonka avulla voimme hallita jännitettä tai tehoa. Ymmärtääksemme sen yksinkertaisemmin, jos käytät 5 volttia moottorin käyttämiseen, moottori liikkuu jonkin verran nopeudella, nyt jos pienennämme käytettyä jännitettä kahdella tavalla, käytämme 3 volttia moottoriin, myös moottorin nopeus pienenee. Tätä käsitettä käytetään projektissa jännitteen säätämiseen PWM: n avulla. Olemme selittäneet PWM: n yksityiskohtaisesti tässä artikkelissa. Tarkista myös tämä piiri, jossa PWM: ää käytetään ledien kirkkauden säätämiseen: 1 watin LED-himmennin.

% Kuormitusjakso = (TON / (TON + TOFF)) * 100 Missä, T _ON = neliöaallon KORKEA aika T _OFF = neliöaallon matala aika

Jos kuvassa oleva kytkin on suljettu jatkuvasti tietyn ajanjakson ajan, moottori käynnistyy jatkuvasti sen ajan. Jos kytkin on suljettu 8 ms: n ajan ja avattu 2 ms: ksi 10 ms: n jakson aikana, moottori on päällä vain 8 ms: n ajan. Nyt keskimääräinen pääte yli 10 ms: n ajan = Käynnistysaika / (Käynnistysaika + Sammutusaika), tätä kutsutaan työjaksoksi ja se on 80% (8 / (8 + 2)), joten lähtöjännite on 80% akun jännitteestä. Nyt ihmissilmä ei näe, että moottori on päällä 8 ms ja pois päältä 2 ms, joten näyttää siltä, että tasavirtamoottori pyörii 80%: n nopeudella.

Toisessa tapauksessa kytkin on suljettu 5 ms: n ajan ja 5 ms ajan 10 ms: n jakson ajan, joten keskimääräinen lähtöjännite lähdössä on 50% akun jännitteestä. Sano, jos akun jännite on 5 V ja käyttöjakso on 50%, joten keskimääräinen napajännite on 2,5 V.

Kolmannessa tapauksessa käyttöjakso on 20% ja keskimääräinen napajännite on 20% akun jännitteestä.

Olemme käyttäneet PWM: ää Arduinon kanssa monissa projekteissamme:

Arduino-pohjainen LED-himmennin PWM: n avulla
Lämpötilaohjattu tuuletin Arduinolla
DC-moottorin ohjaus Arduinolla
AC-tuulettimen nopeuden säätö Arduinolla ja TRIAC: lla

Voit oppia lisää PWM: stä käymällä läpi erilaisia PWM-pohjaisia projekteja.

Tarvittava materiaali

Arduino UNO
DC-moottori
Transistori 2N2222
Potentiometri 100k ohm
Kondensaattori 0,1 uF
Leipälauta
Hyppyjohdot

Piirikaavio

Kytkentäkaavio Arduino DC -moottorin nopeuden ohjaukseen PWM: n avulla on alla kaksi:

Koodi ja selitys

Arduino DC -moottorin ohjauksen täydellinen koodi potentiometrillä on lopussa.

Alla olevassa koodi, olemme alustetaan muuttuja c1 ja c2 ja annetaan analoginen pin A0 potentiometrin ulostulo ja 12 ^th Pin 'PWM'.

int pwmPin = 12; int pot = A0; int c1 = 0; int c2 = 0;

Aseta alla olevassa koodissa nasta A0 tuloksi ja 12 (joka on PWM-tappi) lähdöksi.

void setup () { pinMode (pwmPin, OUTPUT); // julistaa nastan 12 lähtöön pinMode (pot, INPUT); // ilmoittaa nastan A0 syötteeksi }

Nyt tyhjässä silmukassa () luemme analogisen arvon (A0: sta) analogRead (pot) -toiminnon avulla ja tallennamme sen muuttujaan c2. Vähennä sitten c2-arvo arvosta 1024 ja tallenna tulos c1: ään. Tee sitten PWM-tappi Arduino HIGH: n 12 ^{: ksi} ja tee sitten arvon c1 viiveen jälkeen tappi LOW. Jälleen kerran arvon c2 viiveen jälkeen silmukka jatkuu.

Syynä analogisen arvon vähentämiseen arvosta 1024 on, että Arduino Uno ADC on 10-bittinen tarkkuus (joten kokonaislukuarvot 0 - 2 ^ 10 = 1024-arvot). Tämä tarkoittaa, että se kartoittaa 0 - 5 voltin syöttöjännitteet kokonaisluvuiksi välillä 0 - 1024. Joten jos kerrotaan tulon anlogValue arvoon (5/1024), saadaan tulojännitteen digitaalinen arvo. Opi täältä, kuinka ADC-syötettä käytetään Arduinossa.

void loop () { c2 = analogRead (potti); c1 = 1024-c2; digitalWrite (pwmPin, HIGH); // asettaa tappi 12 HIGH delayMicroseconds (c1); // odottaa c1 uS (korkea aika) digitalWrite (pwmPin, LOW); // asettaa tappi 12 LOW delayMikrosekunnit (c2); // odottaa c2 uS (matala aika) }

DC-moottorin nopeuden säätö Arduinolla

Tässä piirissä DC-moottorin nopeuden säätämiseen käytämme 100K ohmin potentiometriä PWM-signaalin työjakson muuttamiseksi. 100K ohmin potentiometri on kytketty analogiseen ottonapaan A0 ja Arduino UNO ja DC-moottori on kytketty 12 ^{: nnen} tappiin Arduino (joka on PWM tappi). Arduino-ohjelman toiminta on hyvin yksinkertaista, koska se lukee jännitteen analogisesta nastasta A0. Analogisen nastan jännitettä vaihdetaan potentiometrillä. Tarvittavan laskutoimituksen jälkeen käyttöjakso säädetään sen mukaan.

Esimerkiksi, jos syötämme 256-arvon analogiatuloon, HIGH-aika on 768ms (1024-256) ja LOW-aika on 256ms. Siksi se tarkoittaa yksinkertaisesti, että käyttöjakso on 75%. Silmämme eivät näe tällaista korkeataajuista värähtelyä ja näyttää siltä, että moottori on jatkuvasti päällä 75%: lla nopeudesta. Joten voimme suorittaa moottorin nopeudenhallinnan Arduinolla.