How to Use an Arduino with Linear Actuators

Cómo utilizar un Arduino con actuadores lineales

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Arduino es una comunidad\empresa\proyecto específico de código abierto en uno, que se especializa en microcontroladores, específicamente en su construcción y programación. Arduino también ofrece kits sencillos diseñados para un fácil montaje. Los controladores Arduino son pequeños controladores de microchips y placas que permiten el control remoto de ciertos equipos. Estos microcontroladores son tanto digitales como analógicos, lo que significa que se pueden utilizar para una amplia variedad de equipos, independientemente de si el equipo es digital o analógico. Estos microcontroladores se pueden utilizar con actuadores lineales , como medio para controlarlos.

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En Progressive Automations nos hemos asociado con Arduino para ofrecerle los PLC de la más alta calidad del mercado y brindarle más opciones de control de las que nunca se creyó posibles con los actuadores lineales. Estos controladores lógicos programables se pueden encontrar en equipos de fabricación, líneas de montaje, refinerías de petróleo y otros sistemas electromecánicos diversos. Lo que los diferencia de la mayoría de los sistemas de control es que cuentan con múltiples terminales de entrada y salida, mayor resistencia al impacto y la vibración y muchas más opciones de personalización. El siguiente diagrama indica la simplicidad del cableado de un actuador .

El diagrama de un PLC es un cable a un actuador.

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El alcance de los PLC

Con la mayoría de los sistemas de control de movimiento , solo tiene control sobre extender y retraer la unidad a su velocidad normal, con los PLC tiene acceso a mucho más. Ofrecen control total de la velocidad de nuestras unidades para permitir movimientos suaves y fluidos, así como igualar la velocidad con los modelos de retroalimentación. También puede controlar la dirección y posición de su unidad, así como activarla en relación con la temperatura, la humedad, el sonido y muchas otras opciones según el modelo que se utilice. Como puede ver en el diagrama de cableado anterior, también es un procedimiento sencillo conectar un actuador lineal a un PLC. El siguiente ejemplo utiliza los accesorios Arduino Uno , Due , Mega, ADK, Leo y Ethernet. Incluso puede combinar placas controladoras separadas para obtener aún más capacidades de control. Se pueden apilar hasta 3 unidades para controlar 3 unidades individualmente como en el ejemplo anterior. Si eso no es suficiente, puedes agregar relés a las ecuaciones para controlar hasta 6 unidades. Esto puede manejar todos nuestros modelos a plena carga con una capacidad de 20 amperios. Los PLC también tienen retroalimentación actual que puede monitorear la carga para agregar funcionalidad al programa.

El microcontrolador Arduino

Estos microcontroladores tienen varios microprocesadores instalados para ayudar a conectar el actuador lineal y Arduino. Todas las placas cuentan con pines y procesos que, como se mencionó anteriormente, les permiten acceder a equipos ya sean digitales o analógicos. Esto les permite interactuar con tantos otros circuitos como sea posible. Los microcontroladores vienen preprogramados con un programa de carga específico. Esto asegura un mejor control del actuador lineal con Arduino ya que simplifica el proceso de agregar programas que controlan el equipo.

Todos los microprocesadores tienen su propio sistema operativo y un puerto USB estandarizado para mover aplicaciones desde una computadora al propio microprocesador. Las versiones más nuevas del procesador están instaladas con tecnología Bluetooth. Los microprocesadores son procesadores de computadora muy pequeños que tienen toda la potencia de la CPU de una computadora cargada en un circuito integrado para controlar el equipo. En este caso se utiliza para controlar el actuador lineal con Arduino. Es un circuito multipropósito, o una colección de circuitos, que utiliza datos binarios para ejecutar información y producir resultados.

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Equipo necesario para controlar un actuador lineal con Arduino

Arduino es más complicado de lo esperado. En lugar de simplemente conectar un motor a los pines que se encuentran en la placa, los usuarios deben controlar la carga actual con mucho cuidado. Existe la posibilidad de utilizar un motor o un H-drive, pero cuando se utiliza específicamente el control del actuador lineal Arduino también hay otras dos posibilidades a considerar. En primer lugar, es utilizar un relé para controlar directamente la corriente que ingresa al actuador. En segundo lugar, se trata de crear un circuito cerrado mediante el uso de un actuador de 12 V muy específico llamado actuador de retroalimentación . El actuador de retroalimentación funciona permitiendo que el equipo utilizado controle la posición del eje. El método de control del tablero de relés es más simple y, por lo tanto, probablemente más fácil para la mayoría de los usuarios de actuadores lineales. Siempre que la placa de relés tenga relés SPDT, esta sencilla guía es suficiente para crear un método de control de un actuador lineal utilizando un microprocesador Arduino.

El relé SPDT debe tener tres relés, a saber, común (COM), normalmente abierto (NO) y normalmente cerrado (NC).

Los usuarios necesitarán dos relés separados para el control del actuador lineal con Arduino, ya que esto permite que el actuador arranque, se detenga y cambie de dirección. Los relés normalmente cerrados están conectados a 12v DC, mientras que los relés normalmente abiertos están conectados a +12vDC. Para dividir un cable en dos, use una unión o use un cable de puente seleccionado específicamente. Los dos cables del actuador están conectados al relé de dos en dos a la vez.

El proceso

Los relés controlan cómo y dónde se mueve un actuador. Estos funcionan activando electroimanes a través de los cuales se puede controlar una corriente. Los actuadores lineales Arduino tienen este proceso seguido de un interruptor que se acciona para permitir que la corriente se canalice correctamente hacia el relé opuesto. El sistema de relés de dos canales funciona mejor cuando se trata de control de actuador lineal Arduino.

Los relés deben tener pines numerados hasta ocho, según el modelo, y todos los relés requieren al menos 5 V de potencia para funcionar correctamente. Conecte la fuente de alimentación al relé y alinéelo con los pines VCC y GND. Conecte cada pin IN a su pin Arduino correspondiente. Esto asegurará que el relé funcione correctamente al alimentar el actuador. Conectar los pines correctamente es fundamental en este caso, ya que si se acoplan incorrectamente la alimentación cambiará entre pines, lo que es diferente a la configuración normal. Es importante recordar que la alimentación se conectará entre NC y COM si el pin IN no está conectado. Además, la alimentación se conectará entre los terminales NO y COM si el pin IN está conectado al pin GND. Sin embargo, también se debe recordar que conectar directamente al pin IN significará que la alimentación también se conectará entre los pines NC y COM. En este caso, el código Arduino del actuador lineal debería ser como el del siguiente ejemplo.

El ejemplo de código Arduino de actuador lineal.

En cuanto a codificar su microcontrolador Arduino, hemos incluido un programa de barrido simple que muestra cómo extender y retraer un actuador lineal a máxima velocidad.

 ​//Definir números de pin para placa única

 int HABILITAR1 = 8;

int FWD1 = 11;
int REV1 = 3;
velocidad interna;
configuración nula() {
// inicializa los pines digitales como salida.
pinMode(HABILITADO1, SALIDA);
pinMode(FWD1, SALIDA);
pinMode(REV1, SALIDA);
}
bucle vacío() {
Velocidad = 255; //establece una velocidad entre 0-255
Adelante();
retraso(5000); //retraso de 5 segundos
Detener();
retraso(1000);
Contrarrestar();
retraso(5000);
Detener();
retraso(1000);
}
anular adelante(){
escritura digital (ENABLE1, ALTA);
escritura analógica(REV, 0);
escritura analógica(FWD, velocidad);
}
anular inversa(){
escritura digital (ENABLE1, ALTA);
escritura analógica(FWD, 0);
escritura analógica(REV, velocidad);
}
parada vacía(){
escritura digital (HABILITADO1, BAJO);
escritura analógica(FWD1, 0);
escritura analógica(REV1, 0);
}

Conclusión

Los actuadores lineales son cada vez más frecuentes en diversas industrias y campos tecnológicos, por lo que cada vez se construye más tecnología en torno a ellos y su uso. El control del actuador lineal Arduino es algo que mucha gente busca debido al nivel de control que brinda a los usuarios de actuadores lineales. Los microprocesadores son una forma de combinar toda la parte de la CPU de una computadora en un solo circuito o en un grupo de ellos. Esto permite al usuario conectar actuadores lineales con controles remotos, procesadores y, de otro modo, tener un mayor control sobre las formas en que se mueve un actuador lineal Arduino mientras realiza el trabajo para el que fue diseñado.

Si bien existen numerosas formas de conectar los microcontroladores con actuadores lineales para Arduino, el sistema de relé bidireccional que se describe anteriormente es uno de los más fáciles y convenientes. Ofrece multitud de formas para que la energía llegue al actuador y al microprocesador, permitiendo que ambos hagan su trabajo de la manera más correcta y eficiente posible.

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