Arduino est une communauté\entreprise\projet open source à part entière, spécialisée dans les microcontrôleurs, en particulier leur conception et leur programmation. Arduino propose aussi des kits simples, conçus pour un assemblage facile. Les contrôleurs Arduino sont de petits contrôleurs de micropuces et de cartes qui permettent la commande à distance de certains équipements. Ces microcontrôleurs sont à la fois numériques et analogiques, ce qui signifie qu’ils peuvent être utilisés avec une grande variété d’équipements, qu’ils soient eux-mêmes numériques ou analogiques. Ces microcontrôleurs peuvent être utilisés avec des vérins linéaires afin de les piloter.
Chez Progressive Automations, nous nous sommes associés à Arduino pour vous proposer les PLCs de la plus haute qualité du marché et offrir plus d’options de commande que jamais avec des vérins linéaires. Ces contrôleurs logiques programmables (PLCs) se retrouvent dans des équipements de fabrication, des lignes d’assemblage, des raffineries de pétrole et d’autres systèmes électromécaniques. Ils se distinguent des systèmes de commande classiques par la présence de multiples bornes d’entrée et de sortie, une résistance accrue aux chocs et aux vibrations, ainsi que de nombreuses options de personnalisation. Le schéma ci-dessous illustre la simplicité du câblage d’un actionneur.
La portée des PLCs
Avec la plupart des systèmes de commande de mouvement, vous ne contrôlez que l’extension et la rétraction de l’unité à sa vitesse normale ; avec des PLCs, vous avez accès à bien plus. Ils offrent un contrôle total de la vitesse de nos unités pour permettre des mouvements souples et fluides, ainsi que la synchronisation de la vitesse avec des modèles à rétroaction. Vous pouvez également contrôler la direction et la position de votre unité, ainsi que l’activer en fonction de la température, de l’humidité, du son et de nombreuses autres options selon le modèle utilisé. Comme vous pouvez le voir sur le schéma de câblage ci-dessus, il est également simple de connecter un vérin linéaire à un PLC. L’exemple ci-dessous utilise les cartes Arduino Uno, Due, Mega, ADK, Leo et des modules Ethernet. Vous pouvez même combiner des cartes de commande séparées pour vous offrir encore plus de possibilités de contrôle. Elles peuvent être empilées jusqu’à 3 pour piloter 3 unités individuellement, comme dans l’exemple ci-dessus. Si cela ne suffit pas, vous pouvez ajouter des relais pour contrôler jusqu’à 6 unités. Cela peut gérer tous nos modèles à pleine charge avec une capacité de 20 A. Les PLCs disposent aussi d’une rétroaction de courant qui peut surveiller la charge afin d’ajouter des fonctionnalités au programme.
Le microcontrôleur Arduino
Ces microcontrôleurs intègrent plusieurs microprocesseurs pour aider à connecter le vérin linéaire et Arduino. Toutes les cartes ont des broches et des processus qui, comme mentionné précédemment, leur permettent d’accéder à des équipements numériques ou analogiques. Cela leur permet d’interfacer avec le plus grand nombre possible d’autres circuits. Les microcontrôleurs sont préprogrammés avec un programme de chargement spécifique. Cela garantit un meilleur contrôle du vérin linéaire avec Arduino, car cela simplifie l’ajout de programmes pilotant l’équipement.
Tous les microprocesseurs ont leur propre système d’exploitation et un port USB standardisé pour transférer des applications d’un ordinateur vers le microprocesseur lui-même. Les versions plus récentes du processeur intègrent la technologie Bluetooth. Les microprocesseurs sont de très petits processeurs informatiques qui concentrent toute la puissance CPU d’un ordinateur sur un circuit intégré pour contrôler l’équipement. Dans ce cas, ils sont utilisés pour piloter le vérin linéaire avec Arduino. Il s’agit d’un circuit polyvalent, ou d’un ensemble de circuits, qui utilise des données binaires pour traiter l’information et produire une sortie.
Équipement nécessaire pour contrôler un vérin linéaire avec Arduino
Arduino est plus complexe qu’on ne le pense. Au lieu de simplement connecter un moteur aux broches présentes sur la carte, les utilisateurs doivent contrôler très soigneusement le courant. Il est possible d’utiliser un driver de moteur ou un pont en H, mais pour le contrôle d’un vérin linéaire avec Arduino, deux autres options sont également à considérer. Premièrement, utiliser un relais pour contrôler directement le courant entrant dans l’actionneur lui-même. Deuxièmement, créer une boucle fermée en utilisant un actionneur 12 V très spécifique appelé vérin à rétroaction. Le vérin à rétroaction fonctionne en permettant à l’équipement utilisé de contrôler la position de la tige. La méthode avec carte relais est plus simple et sera donc probablement plus facile pour la majorité des utilisateurs de vérins linéaires. Tant que la carte relais comporte des relais SPDT, ce guide simple suffit pour créer une méthode de contrôle d’un vérin linéaire avec un microprocesseur Arduino.
Le relais SPDT doit avoir trois contacts, à savoir le Commun (COM), le Normalement Ouvert (NO) et le Normalement Fermé (NC).
Deux relais distincts seront nécessaires pour le contrôle d’un vérin linéaire avec Arduino, car cela permet à l’actionneur de démarrer, s’arrêter et changer de direction. Les contacts normalement fermés sont connectés au 12 V CC, tandis que les contacts normalement ouverts sont connectés au +12 V CC. Pour diviser un fil en deux, utilisez un connecteur de dérivation ou un cavalier dédié. Les deux fils de l’actionneur sont connectés au relais deux par deux.
Le processus
Les relais déterminent comment et où se déplace un actionneur. Ils fonctionnent en activant des électroaimants à travers lesquels un courant peut être contrôlé. Avec un vérin linéaire piloté par Arduino, ce processus est suivi par l’activation d’un interrupteur afin de canaliser correctement le courant vers le relais opposé. Le système de relais à deux canaux est le plus efficace pour le contrôle d’un vérin linéaire avec Arduino.
Les relais doivent avoir des broches numérotées jusqu’à huit selon le modèle, et tous nécessitent au moins 5 V d’alimentation pour fonctionner correctement. Connectez l’alimentation au relais et alignez-la avec les broches VCC et GND. Connectez chaque broche IN à sa broche Arduino correspondante. Cela garantira que le relais fonctionne correctement lors de l’alimentation de l’actionneur. Connecter les broches correctement est essentiel ici, car si elles sont mal couplées, l’alimentation basculera entre des broches différentes de la configuration normale. Il est important de se rappeler que l’alimentation sera connectée entre NC et COM si la broche IN n’est pas connectée. En outre, l’alimentation sera connectée entre les bornes NO et COM si la broche IN est reliée à la broche GND. Cependant, il faut aussi garder à l’esprit qu’une connexion directe à la broche IN signifie que l’alimentation sera également connectée entre les broches NC et COM. Dans ce cas, le code Arduino pour vérin linéaire devrait ressembler à l’exemple ci-dessous.
Pour la programmation de votre microcontrôleur Arduino, nous avons inclus un simple programme de balayage qui montre comment étendre et rétracter un vérin linéaire à pleine vitesse.
//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
Les vérins linéaires deviennent de plus en plus répandus dans divers secteurs et domaines technologiques ; de plus en plus de technologies se construisent autour d’eux et de leurs usages. Le contrôle d’un vérin linéaire avec Arduino est très recherché en raison du niveau de maîtrise qu’il offre aux utilisateurs. Les microprocesseurs permettent de regrouper toute la partie CPU d’un ordinateur sur un seul circuit, ou un ensemble de circuits. Cela permet à l’utilisateur de connecter des vérins linéaires à des télécommandes, des processeurs et autres, pour s’offrir un meilleur contrôle sur la façon dont un vérin linéaire piloté par Arduino se déplace tout en accomplissant la tâche pour laquelle il a été conçu.
Bien qu’il existe de nombreuses façons de connecter des microcontrôleurs à des vérins linéaires pour Arduino, le système de relais bidirectionnel décrit ci-dessus est l’un des plus simples et des plus pratiques. Il offre une multitude de façons pour que l’alimentation parvienne à l’actionneur et au microprocesseur, permettant aux deux de remplir leurs fonctions de la manière la plus correcte et la plus efficace possible.
N’oubliez pas de jeter un œil à notre vaste sélection de PLCs et de systèmes de commande. Nous proposons également une programmation personnalisée pour nos contrôleurs si vous avez en tête une méthode de contrôle très spécifique.