Autonomní řízení otáček motoru pomocí systému zpětné vazby z infračerveného tachometru: 5 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-13 06:57

Vždy je potřeba automatizovat proces, ať už je to jednoduchý/monstrózní. Dostal jsem nápad udělat tento projekt z jednoduché výzvy, se kterou jsem se setkal při hledání metod, jak zalévat/zavlažovat náš malý kousek země. Problém ne k obtížnosti se přidaly současné přívodní potrubí a nákladné generátory (k provozu našeho čerpadla).

Takže jsme se rozhodli udělat zařízení metodou, která by byla levná a snadno použitelná, dokonce i pracovníkem. Rozhodli jsme se namontovat čerpadlo na náš starý skútr (provozní stav) a spustit jej pomocí hřídele kola koloběžky. dobře a dobře, vyrobili jsme mechanickou sestavu a řemenový pohon a vyzkoušeli jsme to a byl to úspěch.

Ale dalším problémem bylo, že když motor běžel, člověk musel být vždy blízko skútru, aby sledoval otáčky a ručně je nastavoval pomocí plynu. Tento projekt jsme tedy vytvořili my, aby pracovník mohl nastavit požadované otáčky. chce spustit motor a věnovat se jiné práci na farmě.

Nastavení se skládá z:

1. IR otáčkoměr (k měření otáček).
2. Klávesnice pro zadání otáček.
3. LCD displej pro zobrazení monitorovaných otáček a aktuálních otáček.
4. Krokový motor pro zvýšení/snížení škrticí klapky.
5. Nakonec mikrořadič pro správu všech těchto procesů.

Krok 1: Uspořádání požadovaných dílů

Dříve jsem jen poskytl přehled toho, jaké komponenty budou.

Skutečné požadované součásti jsou:

1. Mikroprocesor (použil jsem Arduino Mega 2560).
2. Integrovaný obvod ovladače motoru L293D (nebo oddělovací deska).
3. 16 x 2 LCD displej.
4. Infračervený/přibližovací senzor (číslo modelu je STL015V1.0_IR_Sensor)
5. Unipolární krokový motor (použil jsem 5vodičový krokový motor, 12 V).
6. Klávesnice 4 x 4.
7. Pár odporů 220 ohmů, 1000 ohmů.
8. 10k potenciometr.
9. Spojovací vodiče, barevné vodiče, odizolovač.
10. Prkénka.
11. 12V baterie pro napájení krokového motoru.
12. Napájení Arduino 5V.

A to je vše, co potřebujete, lidi!

Krok 2: Celkový tok procesu

Průběh procesu je následující:

1. Nastavení je zapnuto a počkejte, až se provede kalibrace všech zařízení.
2. Uživatel zadá požadované otáčky pomocí klávesnice.
3. Dochází k navádění motoru. To se obvykle provádí tak, že je motoru diktován konstantní referenční bod, takže když je nastavení zapnuto, počáteční poloha motoru je vždy konstantní a je brána jako referenční bod.
4. Zapněte motor/jakýkoli stroj, který otáčí kolem.
5. Probíhá měření otáček, které se zobrazí na LCD.
6. Zde se objeví systém zpětné vazby. Pokud jsou zjištěné otáčky nižší než požadované otáčky, krokový motor krokuje tak, aby zvýšil plyn
7. Pokud jsou zjištěné otáčky vyšší než požadované otáčky, krokový motor vykročí tak, aby snížil škrticí klapku.
8. Tento proces probíhá, dokud není dosaženo požadovaných otáček, když je dosažen, stepper zůstane nehybný.
9. Uživatel může systém v případě potřeby vypnout pomocí hlavního vypínače.

Krok 3: Vytvoření požadovaných připojení

Připojení krokového motoru:

Protože používám krokový motor s 5 vodiči, 4 vodiče slouží k napájení cívek a druhý je připojen k zemi. Není vždy nutné, aby pořadí 4 vodičů vycházejících z motoru bylo stejné Napájení cívek. Pořadí musíte zjistit ručně pomocí multimetru, pokud není výslovně uvedeno jinak, nebo nahlédnout do datového listu vašeho motoru. K výstupům integrovaného obvodu L293D nebo ovladače motoru jsou připojeny 4 vodiče.

2. Připojení pro L293D IC:

Důvodem, proč budete používat ovladač motoru, je to, že váš krokový motor 12V nemůže správně fungovat na napájení 5V a nakonec smažíte desku arduino, která bude pumpovat napájení motoru. Pinový diagram integrovaného obvodu najdete na web, protože je to do značné míry standardní spínací IC. Kolíky a jejich spojení jsou

• EN1, EN2: Povolit (vždy vysoké nebo '1'), protože se jedná o standardní dekodér a obvykle má další vstup s názvem Povolit. Výstup je generován pouze tehdy, pokud má vstup Enable hodnotu 1; jinak jsou všechny výstupy 0.
• Pin 4, 5, 12, 13: Jsou spojeny se zemí.
• Pin 2, 7, 10, 15: Jsou to vstupní piny z mikrořadiče.
• Pin 3, 6, 11, 14: Jsou to výstupní piny připojené ke 4 pinům krokového motoru.

3. Připojení k LCD:

LCD má 16 pinů, z nichž 8 je pro přenos dat a ve většině případů můžete použít pouze 4 z 8 pinů. Připojení jsou:

• Vss: zem
• Vdd: + 5V
• Vo: na potenciometr (pro nastavení kontrastu)
• RS: na digitální pin 12 arduina
• R/W: zem.
• E: pin 11 na arduino.
• Datové piny 4, 5, 6, 7: na piny 5, 4, 3, 2 na arduinu.
• LED +: To + 5V s odporem 220 ohmů.
• LED-: k zemi.

4. Připojení k klávesnici 4 X 4:

Připojení zde je celkem jednoduché. Z klávesnice vychází celkem 8 pinů a všechny přímo přecházejí na digitální piny arduina. 4 jsou pro sloupce jsou 4 jsou pro řádky. Piny na arduinu jsou 46, 48, 50, 52, 38, 40, 42, 44.

5. Rozhraní IR senzoru k Arduinu:

Tento krok je také přímočarý, protože ze snímače přiblížení vycházejí pouze 3 piny, +5V, výstup, uzemnění. Výstupní pin je přiřazen analogovému pinu Ao na Arduinu.

A to je vše, lidi, jsme hodně hotovi a dalším krokem je jen nahrát můj kód, který jsem zde připojil!

Viz schéma zapojení, které jsem provedl s kabeláží všech komponent na výše uvedeném obrázku.

Krok 4: Mechanická vazba krokového motoru na plyn

Poté, co je elektronická část hotová, další částí je připojení krokového hřídele k plynové páce.

Systém je takový, že když otáčky motoru klesnou, krokový motor vykročí doprava, zatlačí páčku dopředu a zvýší otáčky. Podobně když jsou otáčky příliš vysoké, ustoupí dozadu a zatáhne za páku dozadu, aby se snížily otáčky.

Video to ukazuje.

Krok 5: Kód

Je to psáno Arduino IDE lidi.

K tomu si také stáhněte potřebné knihovny.

Děkuji.