Το Arduino είναι μια συγκεκριμένη open‑source κοινότητα\εταιρεία\project μαζί, που ειδικεύεται στους μικροελεγκτές, ειδικά στην κατασκευή και τον προγραμματισμό τους. Το Arduino προσφέρει επίσης απλά κιτ φτιαγμένα για εύκολη συναρμολόγηση. Οι ελεγκτές Arduino είναι μικροί ελεγκτές μικροτσίπ και πλακετών που επιτρέπουν τον απομακρυσμένο έλεγχο συγκεκριμένων συσκευών. Αυτοί οι μικροελεγκτές είναι τόσο ψηφιακοί όσο και αναλογικοί, που σημαίνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεγάλη ποικιλία εξοπλισμού, ανεξάρτητα από το αν ο εξοπλισμός είναι ο ίδιος ψηφιακός ή αναλογικός. Αυτοί οι μικροελεγκτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν με γραμμικούς ενεργοποιητές, ως μέσο ελέγχου τους.
Στην Progressive Automations συνεργαστήκαμε με την Arduino για να σας προσφέρουμε τους υψηλότερης ποιότητας PLCs στην αγορά και να σας δώσουμε περισσότερες επιλογές ελέγχου από ποτέ με γραμμικούς ενεργοποιητές. Αυτοί οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές (PLCs) συναντώνται σε εξοπλισμό παραγωγής, γραμμές συναρμολόγησης, διυλιστήρια πετρελαίου και άλλα ηλεκτρομηχανικά συστήματα. Αυτό που τους διαφοροποιεί από τα περισσότερα συστήματα ελέγχου είναι ότι διαθέτουν πολλαπλούς ακροδέκτες εισόδου και εξόδου, μεγαλύτερη αντοχή σε κρούσεις και δονήσεις και πολύ περισσότερες επιλογές προσαρμογής. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει την απλότητα της καλωδίωσης ενός ενεργοποιητή.
The Scope of PLC’s
Με τα περισσότερα συστήματα ελέγχου κίνησης, έχετε μόνο τον έλεγχο της έκτασης και της ανάσυρσης της μονάδας στη φυσιολογική της ταχύτητα· με τα PLCs έχετε πρόσβαση σε πολύ περισσότερα. Προσφέρουν πλήρη έλεγχο Ταχύτητας των μονάδων μας για ομαλές και ρευστές κινήσεις, καθώς και αντιστοίχιση ταχύτητας με μοντέλα Ανάδρασης. Μπορείτε επίσης να ελέγχετε την κατεύθυνση και τη θέση της μονάδας σας, καθώς και να την ενεργοποιείτε σε συνάρτηση με θερμοκρασία, υγρασία, ήχο και πολλές άλλες επιλογές ανάλογα με το μοντέλο που χρησιμοποιείται. Όπως μπορείτε να δείτε και στο παραπάνω διάγραμμα καλωδίωσης, είναι επίσης μια απλή διαδικασία να συνδέσετε έναν γραμμικό ενεργοποιητή σε ένα PLC. Το παρακάτω παράδειγμα χρησιμοποιεί τα Arduino Uno, Due, Mega, ADK, Leo και Ethernet attachments. Μπορείτε ακόμη και να συνδυάσετε ξεχωριστές πλακέτες ελεγκτών για να αποκτήσετε ακόμη περισσότερες δυνατότητες ελέγχου. Μπορούν να στοιβαχθούν έως και 3 σε ύψος για να ελέγχουν 3 μονάδες ανεξάρτητα, όπως στο παραπάνω παράδειγμα. Αν αυτό δεν αρκεί, μπορείτε να προσθέσετε ρελέ στην εξίσωση για να ελέγξετε έως 6 μονάδες. Αυτό μπορεί να χειριστεί όλα τα μοντέλα μας σε πλήρες Φορτίο με χωρητικότητα 20 A. Τα PLCs διαθέτουν επίσης ανάδραση Ρεύματος που μπορεί να παρακολουθεί τη φόρτιση για επιπλέον λειτουργικότητα προγραμμάτων.
Ο μικροελεγκτής Arduino
Αυτοί οι μικροελεγκτές έχουν έναν αριθμό μικροεπεξεργαστών εγκατεστημένων για να βοηθήσουν στη σύνδεση του γραμμικού ενεργοποιητή με το Arduino. Όλες οι πλακέτες έχουν ακροδέκτες και διαδικασίες που, όπως αναφέρθηκε, τους επιτρέπουν να έχουν πρόσβαση σε εξοπλισμό είτε ψηφιακό είτε αναλογικό. Αυτό τους επιτρέπει να διασυνδέονται με όσο το δυνατόν περισσότερα άλλα κυκλώματα. Οι μικροελεγκτές έρχονται προ-προγραμματισμένοι με ένα συγκεκριμένο loader programme. Αυτό διασφαλίζει καλύτερο έλεγχο γραμμικού ενεργοποιητή με Arduino, καθώς απλοποιεί τη διαδικασία προσθήκης προγραμμάτων που ελέγχουν τον εξοπλισμό.
Όλοι οι μικροεπεξεργαστές έχουν το δικό τους λειτουργικό σύστημα και μια τυποποιημένη θύρα USB για μεταφορά εφαρμογών από έναν υπολογιστή στον ίδιο τον μικροεπεξεργαστή. Νεότερες εκδόσεις του επεξεργαστή διαθέτουν τεχνολογία Bluetooth. Οι μικροεπεξεργαστές είναι πολύ μικροί επεξεργαστές υπολογιστών που έχουν όλη την ισχύ της CPU ενός υπολογιστή πάνω σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα για τον έλεγχο του εξοπλισμού. Στην περίπτωσή μας, χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του γραμμικού ενεργοποιητή με Arduino. Είναι ένα πολυχρηστικό κύκλωμα, ή συλλογή κυκλωμάτων, που χρησιμοποιεί δυαδικά δεδομένα για να εκτελεί πληροφορίες και να παράγει αποτέλεσμα.
Απαραίτος εξοπλισμός για τον έλεγχο γραμμικού ενεργοποιητή με Arduino
Το Arduino είναι πιο περίπλοκο απ’ όσο περιμένετε. Αντί να συνδέσετε απλά έναν κινητήρα στους ακροδέκτες της πλακέτας, οι χρήστες πρέπει να ελέγχουν πολύ προσεκτικά το φορτίο ρεύματος. Υπάρχει η δυνατότητα χρήσης motor drive ή H‑drive, αλλά όταν χρησιμοποιείτε ειδικά έλεγχο γραμμικού ενεργοποιητή με Arduino, υπάρχουν και δύο άλλες πιθανότητες προς εξέταση. Πρώτον, να χρησιμοποιηθεί ρελέ για άμεσο έλεγχο του ρεύματος που εισέρχεται στον ίδιο τον ενεργοποιητή. Δεύτερον, να δημιουργηθεί κλειστός βρόχος χρησιμοποιώντας έναν πολύ συγκεκριμένο ενεργοποιητή 12V που ονομάζεται feedback actuator. Ο ενεργοποιητής Ανάδρασης λειτουργεί επιτρέποντας στον χρησιμοποιούμενο εξοπλισμό να ελέγχει τη θέση του άξονα. Η μέθοδος ελέγχου με πλακέτα ρελέ είναι πιο απλή και, ως εκ τούτου, πιθανότατα ευκολότερη για την πλειονότητα των χρηστών γραμμικών ενεργοποιητών. Εφόσον η ίδια η πλακέτα ρελέ διαθέτει ρελέ SPDT, αυτός ο απλός οδηγός αρκεί για να δημιουργήσετε μια μέθοδο ελέγχου γραμμικού ενεργοποιητή με χρήση μικροεπεξεργαστή Arduino.
Το ρελέ SPDT θα πρέπει να έχει τρεις επαφές, δηλαδή την Κοινή (COM), την Κανονικά Ανοικτή (NO) και την Κανονικά Κλειστή (NC).
Οι χρήστες θα χρειαστούν δύο ξεχωριστά ρελέ για έλεγχο γραμμικού ενεργοποιητή με Arduino, καθώς αυτό επιτρέπει στον ενεργοποιητή να εκκινεί, να σταματά και να αλλάζει κατεύθυνση. Τα κανονικά κλειστά ρελέ συνδέονται στα 12V DC, ενώ τα κανονικά ανοικτά ρελέ συνδέονται στα +12VDC. Για να χωρίσετε ένα καλώδιο στα δύο, χρησιμοποιήστε έναν κόμβο σύνδεσης ή ένα ειδικά επιλεγμένο jumper wire. Τα δύο καλώδια του ενεργοποιητή συνδέονται στο ρελέ δύο‑δύο.
Η διαδικασία
Τα ρελέ ελέγχουν το πώς και πού κινείται ένας ενεργοποιητής. Λειτουργούν ενεργοποιώντας ηλεκτρομαγνήτες, μέσω των οποίων μπορεί να ελεγχθεί ένα ρεύμα. Οι γραμμικοί ενεργοποιητές με Arduino ακολουθούν αυτή τη διαδικασία από έναν διακόπτη που τραβιέται για να διοχετεύσει σωστά το ρεύμα προς το απέναντι ρελέ. Το σύστημα ρελέ δύο καναλιών λειτουργεί καλύτερα όταν πρόκειται για τον έλεγχο γραμμικού ενεργοποιητή με Arduino.
Τα ρελέ θα πρέπει να έχουν ακροδέκτες αριθμημένους έως οκτώ, ανάλογα με το μοντέλο, και όλα τα ρελέ απαιτούν τουλάχιστον 5V ισχύος για να λειτουργήσουν σωστά. Συνδέστε την τροφοδοσία στο ρελέ και ευθυγραμμίστε την με τους ακροδέκτες VCC και GND. Συνδέστε κάθε ακροδέκτη IN στον αντίστοιχο ακροδέκτη του Arduino. Αυτό θα διασφαλίσει ότι το ρελέ λειτουργεί σωστά όταν τροφοδοτείται ο ενεργοποιητής. Η σωστή σύνδεση των ακροδεκτών είναι κρίσιμη, καθώς αν συνδεθούν λάθος, η ισχύς θα εναλλάσσεται μεταξύ ακροδεκτών, κάτι διαφορετικό από την κανονική διάταξη. Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι η ισχύς θα συνδεθεί μεταξύ NC και COM αν ο ακροδέκτης IN δεν είναι συνδεδεμένος. Επιπλέον, η ισχύς θα συνδεθεί μεταξύ των ακροδεκτών NO και COM αν ο ακροδέκτης IN είναι συνδεδεμένος στο GND. Ωστόσο, πρέπει επίσης να θυμάστε ότι η άμεση σύνδεση στον ακροδέκτη IN σημαίνει ότι η ισχύς θα συνδεθεί και μεταξύ των ακροδεκτών NC και COM. Σε αυτή την περίπτωση, ο κώδικας Arduino για γραμμικό ενεργοποιητή θα πρέπει να είναι όπως στο παρακάτω παράδειγμα.
Όσον αφορά τον προγραμματισμό του μικροελεγκτή Arduino, έχουμε συμπεριλάβει ένα απλό πρόγραμμα sweep που δείχνει πώς να εκτείνετε και να ανασύρετε έναν γραμμικό ενεργοποιητή στη μέγιστη ταχύτητα.
//Define pin numbers for Single Board
int ENABLE1 = 8;
int FWD1 = 11;
int REV1 = 3;
int Speed;
void setup() {
// initialize the digital pins as an output.
pinMode(ENABLE1, OUTPUT);
pinMode(FWD1, OUTPUT);
pinMode(REV1, OUTPUT);
}
void loop() {
Speed = 255; //set a speed between 0-255
Forward();
delay(5000); //5 second delay
Stop();
delay(1000);
Reverse();
delay(5000);
Stop();
delay(1000);
}
void Forward(){
digitalWrite(ENABLE1, HIGH);
analogWrite(REV, 0);
analogWrite(FWD, Speed);
}
void Reverse(){
digitalWrite(ENABLE1, HIGH);
analogWrite(FWD, 0);
analogWrite(REV, Speed);
}
void Stop(){
digitalWrite(ENABLE1, LOW);
analogWrite(FWD1, 0);
analogWrite(REV1, 0);
}
Conclusion
Οι γραμμικοί ενεργοποιητές γίνονται ολοένα και πιο διαδεδομένοι σε διάφορες βιομηχανίες και τεχνολογικούς τομείς, οπότε δημιουργείται όλο και περισσότερη τεχνολογία γύρω από αυτούς και τη χρήση τους. Ο έλεγχος γραμμικού ενεργοποιητή με Arduino είναι κάτι που πολλοί αναζητούν λόγω του επιπέδου ελέγχου που προσφέρει στους χρήστες. Οι μικροεπεξεργαστές είναι ένας τρόπος να συνδυάσετε ολόκληρο το τμήμα CPU ενός υπολογιστή σε ένα μόνο κύκλωμα ή σε μια ομάδα από αυτά. Αυτό επιτρέπει στον χρήστη να συνδέει γραμμικούς ενεργοποιητές με τηλεχειριστήρια, επεξεργαστές και άλλα, δίνοντάς του μεγαλύτερο έλεγχο στον τρόπο που κινείται ένας γραμμικός ενεργοποιητής Arduino, ενώ εκτελεί την εργασία για την οποία σχεδιάστηκε.
Παρόλο που υπάρχουν πολλοί τρόποι για να συνδεθούν οι μικροελεγκτές με γραμμικούς ενεργοποιητές για Arduino, το σύστημα διπλού ρελέ που περιγράφεται παραπάνω είναι από τα πιο εύκολα και πρακτικά. Προσφέρει πολλαπλούς τρόπους για να φτάσει η ισχύς στον ενεργοποιητή και στον μικροεπεξεργαστή, επιτρέποντας και στους δύο να κάνουν τη δουλειά τους όσο το δυνατόν πιο σωστά και αποτελεσματικά.
Φροντίστε να ρίξετε μια ματιά στη μεγάλη ποικιλία από PLCs και συστήματα ελέγχου που διαθέτουμε. Προσφέρουμε επίσης προσαρμοσμένο προγραμματισμό για τους ελεγκτές μας, αν έχετε μια πολύ συγκεκριμένη μέθοδο ελέγχου στο μυαλό σας.