Светът на електрониката може да бъде забавен и вълнуващ, но често може да изглежда доста обезсърчителен, когато гледате... схема на окабеляване и нямам представа откъде да започна. Освен това, разбирането на кода, който продължава към микроконтролер може да е объркващо, ако сте начинаещи в това. За щастие, ние сме тук, за да ви дадем информацията, от която се нуждаете, за да започнете своето учебно пътешествие!
В тази статия ще се потопим в това какво представлява микроконтролерът, като разгледаме неговите предимства и характеристики. След това ще ви дадем един прост проект за това как да го стартирате. линеен задвижващ механизъм от микроконтролер, започвайки с това да го разгъвате/прибирате. Независимо дали сте начинаещ в микроконтролерите или сте опитен любител, който просто се нуждае от малко освежаване на знанията си, тази статия е за вас. Тази статия е една от... много предстоят, където ще разгледаме по-отблизо микроконтролерните щитове, сензорните модули и драйверите за двигатели. Но нека започнем с основите!
Какво е микроконтролер: предимства и характеристики?
Погледнете наляво, а след това надясно. Вероятно сте виждали няколко неща в дома или офиса си, които имат интегрална схема (ИС) вътре – тези малки силициеви чипове са мозъкът на вашите електронни устройства. Микроконтролерните платки ще имат една или повече от тези ИС на борда, заедно с куп периферни устройства.
Микроконтролерите са малки, универсални и евтини устройства, които могат да бъдат успешно внедрени и програмирани не само от опитни електроинженери, но и от любители, студенти и професионалисти от други дисциплини.
Микроконтролерът обикновено ще има следните елементи:
- Централен процесор (CPU): Извършва аритметични операции, управлява потока от данни и генерира контролни сигнали въз основа на набор от инструкции (т.е. код).
- Нелетлива памет: Stores the microcontroller’s program that tells the CPU exactly what to do.
- Енергонезависима памет (т.е. RAM): Използва се за временно съхранение на данни. Тези данни се губят, когато микроконтролерът загуби захранване.
-
Периферни устройства: Хардуерни модули, които помагат на микроконтролера да взаимодейства с външната система.
- Преобразуватели на данни (AC-DC, DC-AC и генератори на референтно напрежение).
- Генериране на часовник.
- Време.
- Входове и изходи.
- Серийна комуникация.
Микроконтролерът е много рентабилен, тъй като може да се произвежда на по-ниски разходи от своите електромеханични предшественици. Освен това, развойни платки, като например Ардуино, позволяват бързо програмиране и са идеални за системни прототипи. Тъй като по-голямата част от схемите са изработени от интегрални схеми, енергийните разходи за използване на микроконтролер са много по-малки, отколкото при използване на отделни компоненти на логическа схема от релеен тип. И накрая, тъй като типичният микроконтролер е програмируем, това означава, че можете да го използвате повторно в друг проект, ако е необходимо.
Как да използвате микроконтролер с линеен задвижващ механизъм за удължаване/прибиране
Време е да изпробвате и разгънете/приберете линеен задвижващ механизъм на Progressive Automations с микроконтролер! Ще ви покажем как работи кодът, за да можете да променяте управлението на линейния задвижващ механизъм, както желаете.
Какво ще ви е необходимо
Ето какво ще ви е необходимо, за да започнете с свързването на микроконтролер с линеен задвижващ механизъм. Всички компоненти могат да бъдат закупени от уебсайта на Progressive Automations:
- 12 VDC захранване
- Ардуино Мега
- LCD с бутони
- 2-канално реле
- Задвижващ механизъм (12 VDC с макс. 10A ток)
- USB кабел тип A/B джъмперни кабели
Окабеляване и качване на код
За щастие, не е необходимо много окабеляване заради екраните. Това просто окабеляване прави този проект най-добрият проект за начинаещи, за да се научите как да използвате микроконтролер. След като разполагате с необходимите компоненти, следвайте инструкциите за свързване по-долу стъпка по стъпка. Използвайте изображението с разводката на Arduino като ориентир.
- LCD дисплей, подреден на пин 26 на Arduino
- Реле IN1 към пин 30 на Arduino
- Реле IN2 към Arduino 5V
- Реле VCC към Arduino GSM
- GND на релето към реле NO2
- 12 VDC към реле NC2
- 12 VDC към реле NC1
- Реле NC2 към реле NO1
- Реле NO2 към положителен полюс на задвижващия механизъм
- Реле COM1 към отрицателен полюс на задвижващия механизъм
- Реле COM2
Обяснение на кода
Вижте пълния код за този проект тук.
Кодът, който се разбира от платката на микроконтролера Arduino, е C. Написани са множество библиотеки, които съдържат код за опростяване на добавянето на различни периферни устройства, в този случай LCD дисплея (#include
Първата част от кода е настройката на пиновете. Тези номера на пиновете съответстват на релейните връзки на номерата на пиновете на Arduino. Ако решите да използвате различна платка с микроконтролер Arduino, уверете се, че тези номера са променени, за да съответстват на пина, към който свързвате релетата.
Цикълът за настройка присвоява на релейните пинове ИЗХОДИ (OUTPUTS) и ги задава на НИСКО ниво (LOW). Освен това, на LCD дисплея се изпращат няколко команди за показване на текст и настройване на стрелките на курсора. В основния цикъл кодът постоянно проверява дали някой от бутоните на LCD платката е бил натиснат. В този случай бутоните са свързани към пин A0 на Arduino. Когато бъде натиснат бутон, стойността, прочетена от Arduino, ще бъде или близка до 100, или близка до 255, в зависимост от това кои бутони са били натиснати. Тези стойности не винаги са точни, особено ако имате допълнителни схеми, свързани към Arduino, които биха могли да повлияят на сигнала. Поради това е включена прагова стойност, която може да се регулира, ако бутоните са твърде чувствителни към смущения.
Ако имате Arduino свързан към компютъра чрез USB, можете да използвате серийния монитор на Arduino IDE, за да видите изходния сигнал от пина A0. Просто добавете следния ред код към главния цикъл:
Serial.println(A0);
При отчитането на сигнала се използва известна логика, за да се определи дали е натиснат бутонът за нагоре или надолу. Ако бутонът за нагоре е натиснат, едното реле ще бъде настроено на високо ниво, а другото на ниско. Ако бутонът за надолу е натиснат, логиката се обръща. Активирането и деактивирането на релетата ще доведе до изтегляне/прибиране на задвижващия механизъм.
След като вече знаете как работи кодът, можете да експериментирате с него, като добавите допълнителна логика, като например включване на светодиод, когато задвижващият механизъм се разгъва, и изключване на светодиода, когато задвижващият механизъм се прибира. Това е сравнително лесно за изпълнение и ще изисква да зададете номера на пина, да го зададете като OUTPUT и след това да зададете този пин на HIGH (команда digitalWrite) в оператора if или else if.
Заключение
Работата с микроконтролер Arduino за задвижващ механизъм, наред с други, може да бъде доста забавна и възнаграждаваща. Да се научите да кодирате на прост микроконтролер за задвижващ механизъм, особено на езика C, е чудесен начин да изградите знанията си и потенциално да превърнете уменията си за кодиране в кариера. Започнете с основите и постепенно преминавайте към по-сложни проекти.
В следващите статии ще разгледаме различни щитове, които могат да се използват с Arduino, и ще ви покажем малко по-сложни кодове. Освен това ще проучим използването на сензори за управление на сегменти от вашия код за управление на линеен задвижващ механизъм. Ако имате допълнителни въпроси относно микроконтролерите или свързването на линеен задвижващ механизъм към микроконтролер, моля не се колебайте да се свържете с нас. свържете се с нас!