Kiểm soát tự động RPM của động cơ sử dụng hệ thống phản hồi từ máy đo tốc độ dựa trên IR: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Luôn luôn cần phải tự động hóa một quy trình, có thể là một quy trình đơn giản / quái dị. Tôi có ý tưởng thực hiện dự án này từ một thử thách đơn giản mà tôi phải đối mặt khi tìm ra phương pháp tưới / tưới cho mảnh đất nhỏ của mình. đường dây cung cấp hiện tại và máy phát điện tốn kém (để vận hành máy bơm của chúng tôi) đã làm tăng thêm khó khăn.

Vì vậy, những gì chúng tôi quyết định làm là thiết bị một phương pháp rẻ và dễ sử dụng, ngay cả khi có thợ. tốt và tốt, chúng tôi đã thực hiện lắp ráp cơ khí và bộ truyền động dây đai và thử nghiệm nó, và nó đã thành công.

Nhưng một vấn đề khác là, khi động cơ đang chạy, một người luôn phải ở gần tay ga để theo dõi RPM và điều chỉnh thủ công bằng tay ga. muốn làm cho động cơ chạy và tham gia vào các công việc khác trong trang trại.

Việc thiết lập bao gồm:

1. Máy đo tốc độ dựa trên IR (để đo RPM).
2. Bàn phím để nhập RPM.
3. Màn hình LCD để hiển thị RPM được giám sát và RPM hiện tại.
4. Một động cơ bước để tăng / giảm ga.
5. Cuối cùng, một bộ điều khiển vi mô để quản lý tất cả các quá trình này.

Bước 1: Sắp xếp các bộ phận cần thiết

Trước đây, tôi chỉ giới thiệu tổng quan về các thành phần sẽ là gì.

Các thành phần thực tế được yêu cầu là:

1. Bộ điều khiển vi mô (tôi đã sử dụng Arduino Mega 2560).
2. Một IC điều khiển động cơ L293D (hoặc một bảng đột phá sẽ làm được).
3. Màn hình LCD 16 X 2.
4. Cảm biến hồng ngoại / độ gần (số kiểu là STL015V1.0_IR_Sensor)
5. Một động cơ bước đơn cực (tôi đã sử dụng động cơ bước 5 dây, 12 V).
6. Bàn phím 4 X 4.
7. Cặp điện trở 220 ohm, 1000 ohm.
8. Một chiết áp 10k.
9. Dây nối, dây màu, dây rút.
10. Bảng bánh mì.
11. Một pin 12V để cung cấp năng lượng cho động cơ bước.
12. Nguồn 5V để cấp nguồn cho Arduino.

Và đó là tất cả những gì bạn cần để bắt đầu, các bạn!

Bước 2: Quy trình tổng thể

Quy trình này như sau:

1. Thiết lập được bật và đợi cho đến khi hiệu chỉnh tất cả các thiết bị được hoàn tất.
2. Người dùng sẽ nhập RPM cần thiết bằng Bàn phím.
3. Quá trình homing của động cơ diễn ra, điều này thường được thực hiện để một điểm tham chiếu không đổi được chỉ định cho động cơ để khi bật thiết lập, vị trí ban đầu của động cơ luôn không đổi và được lấy làm điểm tham chiếu.
4. Bật động cơ / bất kỳ máy nào sẽ quay bánh xe.
5. Việc đo RPM diễn ra và nó hiển thị trên màn hình LCD.
6. Đây là lúc hệ thống phản hồi xuất hiện. Nếu RPM được phát hiện nhỏ hơn RPM mong muốn, động cơ bước sẽ bước để nó tăng ga.
7. Nếu RPM được phát hiện lớn hơn RPM mong muốn, động cơ bước sẽ bước để nó giảm ga.
8. Quá trình này diễn ra cho đến khi đạt được RPM mong muốn, khi đạt đến bước này vẫn đứng yên.
9. Người dùng có thể tắt hệ thống nếu được yêu cầu bằng công tắc chính.

Bước 3: Thực hiện các kết nối cần thiết

Kết nối cho động cơ bước:

Vì tôi đang sử dụng động cơ bước 5 dây, nên 4 dây là để cung cấp năng lượng cho các cuộn dây và dây còn lại được nối với đất. Không phải lúc nào thứ tự của 4 dây ra khỏi động cơ cũng giống nhau để cấp điện cho các cuộn dây. Bạn phải tự tìm ra thứ tự bằng cách sử dụng đồng hồ đo đa năng, trừ khi được chỉ định rõ ràng hoặc tham khảo biểu dữ liệu của động cơ. 4 dây này được kết nối với các đầu ra của IC L293D hoặc trình điều khiển động cơ của bạn.

2. kết nối cho IC L293D:

Lý do tại sao bạn sẽ sử dụng một trình điều khiển động cơ là vì động cơ bước 12V của bạn không thể chạy đúng với nguồn điện 5V và bạn sẽ kết thúc việc chiên bo mạch arduino để bơm nguồn cung cấp cho động cơ. web vì nó là một vi mạch chuyển đổi tiêu chuẩn. Các chân và kết nối của chúng là

• EN1, EN2: Bật (luôn ở mức cao hoặc '1') vì nó là bộ giải mã tiêu chuẩn và thường có đầu vào bổ sung được gọi là Bật. Đầu ra chỉ được tạo khi đầu vào Enable có giá trị 1; nếu không, tất cả các đầu ra là 0.
• Chân 4, 5, 12, 13: Chúng được kết nối với đất.
• Chân 2, 7, 10, 15: Chúng là các chân đầu vào từ bộ điều khiển vi mô.
• Chân 3, 6, 11, 14: Chúng là các chân đầu ra kết nối với 4 chân của động cơ bước.

3. kết nối với màn hình LCD:

Màn hình LCD có 16 chân, trong đó 8 chân dùng để truyền dữ liệu và trong hầu hết các trường hợp, bạn chỉ có thể sử dụng 4 trong số 8 chân.

• Vss: mặt đất
• Vdd: + 5V
• Vo: sang chiết áp (để điều chỉnh độ tương phản)
• RS: đến chân số 12 của arduino
• R / W: mặt đất.
• E: đến chân 11 trên arduino.
• Các chân dữ liệu 4, 5, 6, 7: lần lượt đến các chân 5, 4, 3, 2 trên arduino.
• LED +: Đến + 5V với điện trở 220 ohm.
• LED-: nối đất.

4. Kết nối với Bàn phím 4 X 4:

Các kết nối ở đây khá đơn giản, có tổng cộng 8 chân ra khỏi bàn phím và tất cả chúng đều trực tiếp đi đến chân kỹ thuật số của arduino. 4 chân dành cho cột là 4 chân dành cho hàng. Chân trên arduino là 46, 48, 50, 52, 38, 40, 42, 44.

5. Giao diện cảm biến IR với arduino:

Bước này cũng đơn giản vì chỉ có 3 chân đi ra từ cảm biến tiệm cận, + 5V, đầu ra, nối đất. Chân đầu ra được cấp cho chân analog ở chân Ao trên arduino.

Và đó là tất cả mọi người, chúng tôi đã hoàn thành rất nhiều việc nhỏ và bước tiếp theo là chỉ cần tải lên mã của tôi mà tôi đã đính kèm ở đây!

Vui lòng tham khảo sơ đồ mạch tôi đã kết nối dây điện của tất cả các thành phần trong hình trên.

Bước 4: Khớp nối cơ học của động cơ bước với bướm ga

Sau khi làm xong phần điện tử, phần tiếp theo là ghép trục bước với cần ga.

Hệ thống này sao cho khi RPM của động cơ giảm xuống, động cơ bước sẽ bước sang phải, đẩy cần về phía trước, làm tăng RPM. Tương tự, khi RPM quá cao, nó lùi lại để kéo cần về phía sau để giảm RPM.

Video cho thấy nó.

Bước 5: Mã

Các folks Arduino IDE bằng văn bản của nó.

Cũng xin vui lòng tải xuống các thư viện cần thiết cho việc này.

Cảm ơn bạn.