LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> Arduino VIII.

V tomto díle si ukážeme, jak naše projekty uvést do pohybu. Představíme si klasické motory, krokové motory i servo motory.

20.8.2012 09:00 | Zbyšek Voda | Články autora | přečteno 24165×

Řešení úkolu

Úkol 1

#include <EEPROM.h>
int cislo = 500;
int adresa1 = 1;
int adresa2 = adresa1 + 1;
byte hodnota1;
byte hodnota2;

void setup(){
	Serial.begin(9600);
	if(cislo <= 255){
		hodnota1 = cislo;
		hodnota2 = 0; }
	else{
		hodnota1 = 255;
		hodnota2 = cislo - 255; }
EEPROM.write(adresa1, hodnota1);
EEPROM.write(adresa2, hodnota2);
	//kontrola - výpis přes sériovou linku
Serial.print(adresa1);
Serial.print(" : ");
Serial.println(EEPROM.read(adresa1));
Serial.print(adresa2);
Serial.print(" : ");
Serial.println(EEPROM.read(adresa2));    
}

void loop(){}

Úkol 2

#include <EEPROM.h>
int adresa1 = 1;
int adresa2 = adresa1 + 1;

void setup() {
   Serial.begin(9600);
   Serial.print(adresa1);
   Serial.print(":");
   Serial.println(EEPROM.read(adresa1));
   Serial.print(adresa2);
   Serial.print(":");
   Serial.println(EEPROM.read(adresa2));
}

void loop() {}

Klasický motor + popis výkonového členu ULN2003A

Prvním z představených je asi nejčastější typ motorů - DC motor. Můžeme se s ním setkat prakticky všude. Od dětských hraček, přes holící strojky, zubní kartáčky až po vrtačky. Jejich použití je vhodné tam, kde nepotřebujeme mít přesnou kontrolu nad otáčkami, nebo nad úhlem otočení. Pokud chceme mít alespoň nějaký přehled o rychlosti, musíme přidat nějaký senzor (optické senzory, enkódéry...). Samotná rychlost se pak reguluje buď analogově (velikostí napětí - například již zmiňovaná vrtačka), nebo digitálně (PWM...).

ULN2003A Jelikož většinou samotný mikrokontrolér neumožňuje generovat jiné napětí než 0 nebo 5 voltů, musíme použít PWM, nebo dokoupit převodník na analogový signál. Dalším problémem je napětí motoru. Pokud je méně než 5V, můžeme ho s vhodným rezistorem připojit přímo k Arduinu. Když však je napětí motoru větší, musíme pro připojení použít vhodný tranzistor, nebo výkonový člen. Já jsem se rozhodl pro účely našeho článku vybrat obvod ULN2003A, za jehož doporučení děkuji uživateli Aleš Hakl. ULN2003A je využitelný při demonstraci klasických i krokových motorů a jeho cena nepřesahuje 10 Kč. Dalším použitelným IC je ULN2803A, který obsahuje o jeden řídící "kanál" navíc. Objema čipy můžeme ovládat motory až do 50 voltů. Nyní už ale k samotnému zapojení obvodu.

Budeme potřebovat:

  • zdroj napětí (dle vašeho motoru)
  • integrovaný obvod ULN2003A
  • Arduino
  • vodiče
  • motor
  • nepájivé pole (není nutné, ale zjednoduší práci)
Poté zapojíme Arduino dle obrázku.

zapojení klasického motoru a ULN2003A

Následující kód bude motor postupně roztáčet až do maxima. Po jeho dosažení se motor vypne a vše se opakuje znovu.

void setup() {
  pinMode(12,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
 for(int a=0;a<256;a++){
   analogWrite(12,a);
   Serial.println(a);
   delay(100);
 }
}

Datasheet k ULN2003A ZDE.
Schémata byla nakreslena v programu Fritzing.

Krokové motory

Tyto motory jsou anglicky nazývané steppers. Narozdíl od klasických motorů nabízejí větší možnost řízení. Je to dáno jejich mechanickou konstrukcí - rotor je tvořen určitým počtem magnetických plošek (liší se druh od druhu). Druhou část, stator, tvoří vždy několik cívek. Obě tyto části můžeme vidět na obrázku. Jeden krok motoru má nejčastěji velikost 7,5° ale můžeme se setkat i s 1,8°, 15° nebo jinými. Rozlišujeme základní dva typy krokových motorů: unipolární a bipolární. V jejich ovládání je poměrně velký rozdíl, proto se jim budeme věnovat samostatně.

rotor stepper motor

Unipolární

Prvním typem jsou takzvané unipolární motory. Z názvu vyplývá, že pro funkci motoru stačí jedna polarita napětí. Znamená to, že společný vodič je stále připojen zdroj stejné polarity. Jednotlivé kroky se pak ovládají postupným připojováním a odpojováním zbývajících vodičů ke zdroji proudu opačné polarity. Nejčastější typ tohoto motoru má šest vodičů. Jeho vnitřní schéma můžete vidět na obrázku. Můžeme se setkat i s motory s pěti vodiči. V tomto případě jsou vývody A a B spojeny (obrázek 2).
uni6uni5
Příklad:
Pro roztočení motoru připojíme vodiče A a B na zdroj kladného napětí. Poté budeme připojovat k zápornému napětí vodiče A1,A2,B1,B2 (v tomto pořadí). V jednu chvíli bude k záporu připojen vždy pouze jeden vodič. Motor na obrázku by se roztočil proti směru hodinových ručiček. Pokud budeme chtít motor roztočit opačným směrem, stačí vodiče připojovat k zemi v opačném pořadí. Vše zapojíme podle obrázku níže. Na konci odstavce můžete vidět i ukázku kódu. unipolar

int piny[4] = {9,10,11,12};
int faze[4][4] = {{0,0,0,1},
                  {0,0,1,0},
                  {0,1,0,0},
                  {1,0,0,0}};
byte cekej=2;

void setup() {
   for(int a=0 ; a<=3 ; a++){
     pinMode(piny[a] ,OUTPUT);
   }
}

void loop() {
  for(int b = 0; b <= 3; b++){
     for(int c = 0; c <= 3; c++){
       digitalWrite(piny[c],faze[b][c]);
     } 
    delay(cekej); 
   }
}

Bipolární

Druhým typem jsou motory bipolární. Z názvu vyplývá, že k ovládání bude potřeba obou polarit. Pro jejich řízení se používají tzv. H-Bridge (můstky). Ty se dají použít i pro řízení směru DC motoru. Můžeme je koupit již přímo jako integrovaný obvod, nebo si je sestavit z osmi tranzistorů. Pro buzení krokového motoru se použije dvakrát stejné zapojení, jako pro buzení DC motoru. Schéma jednoduchého můstku můžete vidět na obrázku 2. My však použijeme zapojení z tohoto webu. Najdete ho asi ve 3/5 stránky. Zapojení zde využívá kombinaci integrovaného obvodu ULN2803A, čtyř tranzistorů a osmi rezistorů. Pro ovládání tohoto zapojení můžeme použít stejný kód, jako pro unipolární motor. Výhodou je i to, že stačí odpojit jeden vodič a máme ovladač pro unipolární motor. Vše zapojte podle schématu. Kód můžete ponechat stejný jako v poslední části.
bi4h-bridge

Zdroj obrázků: ZDE.

Servo

Tyto motory se používají, když chceme mít přesnou informaci o otočkách či úhlu. Některá serva nemají rozsah větší, než 180°. Používají se například v modelářství. Můžeme se však setkat i se servy lineárními. Tento typ najdete například ve stavebnici Lego Mindstorms. Ze servomotorů nejčastěji vedou tři vodiče: dva napájecí a jeden řídící. Ve většině případů jsou tyto motory řízeny impulzy o různé délce opakující se s určitou frekvencí. V sekci examples najdeme příklady pro práci se servem. Počet připojených serv je limitován pouze počtem vývodů Arduina (bez použití jiného IC). Ve videu na konci stránky naleznete zajímavé využití servo motorů.

#include <Servo.h>  // vložení knihovny pro práci se servem
 
Servo jedna;  	//vytvoření objektu pro práci se servem s názvem jedna
int pos = 0;    // uchování pozice serva
 
void setup() 
{ 
  jedna.attach(9);  // servo je připojeno na Arduino pin 9
} 
 
void loop() 
{ 
  for(pos = 0; pos < 180; pos += 1)  // servo se bude pohybovat od 0° k 180°
  {                                  
    jedna.write(pos);              // nastaví servo na pozici pos
    delay(15);                       // počká 15 ms
  } 
  for(pos = 180; pos>=1; pos-=1)     // nyní se bude pohybovat od 180° k 0°
  {                                
    jedna.write(pos);             
    delay(15);                       
  } 
}

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

Nejsou žádné diskuzní příspěvky u dané položky.



Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

1.12.2016 22:13 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve čtvrtek 8. prosince od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5). Sraz bude tentokrát tématický. Bude retro! K vidění budou přístroje jako Psion 5mx nebo Palm Z22. Ze svobodného hardwaru pak Openmoko nebo čtečka WikiReader. Přijďte se i vy pochlubit svými legendami, nebo alespoň na pivo. Moderní hardware má vstup samozřejmě také povolen.
Komentářů: 1

4.9.2016 20:13 /Pavel `Goldenfish' Kysilka
PR: Dne 22.9.2016 proběhne v Praze konference Cloud computing v praxi. Tématy bude např. nejnovější trendy v oblasti cloudu a cloudových řešení, provozování ERP v cloudu, o hostování různých typů softwaru, ale třeba i o zálohování dat nabízeném podnikům formou služby.
Přidat komentář

1.9.2016 11:27 /Honza Javorek
Česká konference o Pythonu, PyCon CZ, stále hledá přednášející skrz dobrovolné přihlášky. Máte-li zajímavé téma, neváhejte a zkuste jej přihlásit, uzávěrka je již 12. září. Konference letos přijímá i přednášky v češtině a nabízí pomoc s přípravou začínajícím speakerům. Řečníci mají navíc vstup zadarmo! Více na webu.
Přidat komentář

27.8.2016 8:55 /Delujek
Dnes po 4 letech komunitního vývoje vyšla diaspora 0.6.0.0
diaspora* je open-source, distribuovaná sociální síť s důrazem na soukromý
Více v oficiálním blog-postu
Přidat komentář

24.8.2016 6:44 /Ondřej Čečák
Poslední týden CFP LinuxDays 2016; pokud byste rádi přednášeli na LinuxDays 2016 8. a 9. října v Praze, můžete svůj příspěvek přihlásit, následovat bude veřejné hlasování.
Přidat komentář

9.8.2016 22:56 /Petr Ježek
Zařazení souborového systému reiser4 do jádra 4.7 znamená konečně konec patchování jádra jen kvůli možnosti použít reiser4.
Přidat komentář

12.7.2016 13:14 /František Kučera
Spolek OpenAlt zve na 130. distribuovaný sraz příznivců svobodného softwaru a otevřených technologií (hardware, 3D tisk, SDR, DIY, makers…), který se bude konat ve čtvrtek 21. července od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

11.7.2016 16:53 /Redakce Linuxsoft.cz
Konference LinuxDays hledá přednášející. Přihlášky poběží do konce prázdnin, v září bude hlasování a program. Více na https://www.linuxdays.cz/2016/cfp/.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

4.12.2016 22:54 / František Kučera
Dárek

9.11.2016 7:42 / Mane
hardwood floor waxing

8.11.2016 13:38 / Mira
Konfigurace maldet na Centos serveru

2.11.2016 11:06 / Warlock
Odkaz v PHP

20.10.2016 0:13 / Jan Kuba
Re: Basic

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2016) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze