Hogyan vezérelhetjük aktuátorainkat alternatív hálózatokról?

A lineáris mozgás világa gyors tempójú és folyamatosan fejlődik. A Progressive Automations eltökélt szándéka, hogy továbbra is ezen technológiai változások élvonalában maradjon. Távirányítású aktuátorok változatosabbá és dinamikusabbá váltak. Ezt szem előtt tartva az egyik mérnökünk, Jake, úgy döntött, hogy kísérletet végez annak megállapítására, hogy a mi lineáris aktuátorok alternatív hálózatokról is vezérelhető. Ez valóban lehetséges. Ezért ez a cikk lépésről lépésre bemutatja, hogyan lehet ezt elérni. Tartalmaz egy kódpéldát és azokat az eszközöket is, amelyekre szükség van a sikeres kapcsolat létrehozásához és végül a működtető(k) online vezérléséhez.

Terméklista

• PA-14 Mini Lineáris Aktuátor
• Raspberry Pi 4
• LC-201 relé modul
• PS-20-12 tápegység

 

PA-14 Mini Lineáris Aktuátor

 

 

 

A PA-14 Mini Lineáris Aktuátor az egyik legnépszerűbb modell a Progressive Automations által kínált modellek közül, és ezt a példát használtuk a kísérlethez is. A Progressive Automations által kínált bármely, 12 VDC/24 VDC/36 VDC/48 VDC névleges feszültséggel és kefés egyenáramú motorral rendelkező modell használható a PA-14 aktuátor helyett. Az alább bemutatott mellékelt kód nem igényel semmilyen módosítást, ha valaki más aktuátort választ, de a... tápegység ellenőrizni kellene a folytatás előtt.

Az új és továbbfejlesztett PA-01 mini aktuátor A (PA-14 frissítés) a jelenlegi modellünk, számos további előnnyel. Összehasonlításképpen tekintse meg az alábbi táblázatokat, és frissítsen bizalommal!

	PA-01	PA-14
Dinamikus betöltési beállítások	16, 28, 56, 112, 169, 225 font	35, 50, 75, 110, 150 font
Legnagyobb terhelés	225 lb	150 lb
Leggyorsabb sebesség	3.54 "/sec	2.00"/sec
Behatolás elleni védelem	IP65	IP54
Ecsetvonási beállítások	1 hüvelyktől 40 hüvelykig	1 hüvelyktől 40 hüvelykig
Hall-effektus visszajelzés	Választható	Nem

Lineáris aktuátor Raspberry Pi-hez

A kísérlet részletei magyarázatot adnak arra vonatkozóan, hogyan lehet egy lineáris aktuátort Raspberry Pi-vel vezérelni. A Raspberry Pi 4-en fut a szerverszoftver, és fogadja az aktuátor vezérléséhez szükséges parancsokat. Alternatív megoldásként asztali számítógép és Arduino kártya is használható. Ha ezt az utat választja, a számítógépének soros porton keresztül kell fogadnia a parancsokat, és továbbítania azokat az Arduino kártyának.

A Raspberry Pi egy egyetlen panelből álló számítógép, nagyjából akkora, mint egy hitelkártya. Ezt a mikroszámítógépet az Egyesült Királyságban fejlesztették ki az alapvető számítógépes ismeretek oktatására.

 

A Raspberry Pi működési elve

A Raspberry Pi minden olyan tulajdonsággal rendelkezik, ami egy valódi számítógépre jellemző, beleértve a dedikált processzort, memóriát és a HDMI kimenethez tartozó grafikus illesztőprogramot. Még a Linux operációs rendszer egy speciális verzióját is futtatja. Ez megkönnyíti a legtöbb Linux program telepítését és... lineáris aktuátorok csatlakoztatása Raspberry Pi. Ez lehetővé teszi a Raspberry Pi használatát aktuátorokhoz, teljes értékű médiaszerverként vagy videojáték-emulátorként.

A Pi-n nincs belső adattároló, de egy intelligens kártya használható flash memóriaként, amely a teljes rendszert kiszolgálja. Ez lehetővé teszi az operációs rendszer különböző verzióinak vagy szoftverfrissítések gyors letöltését hibakeresés céljából. Mivel ez az eszköz független kapcsolatot biztosít a hálózaton keresztül, SSH hozzáférésre vagy FTP fájlátvitelre is konfigurálható.

 

Utasítások a kísérlethez

A következő ábra bemutatja Jake pontos lépéseit a beállítás tesztelésekor, a kezdeti beállítástól a lineáris aktuátor vezeték nélküli távirányítójáig.

Mivel a Raspberry Pi kártya IP-címmel is ellátható és GPIO csatlakozókkal rendelkezik, a fent említett funkciók mellett ez a legjobb eszköz egy ilyen kísérlethez.

Raspberry Pi beállítása lineáris aktuátorral

1. Győződj meg róla, hogy a Raspbian operációs rendszer telepítve van a pi-re. Kattintson ide lépésről lépésre bemutatjuk, hogyan telepítheti ezt az operációs rendszert a Pi-jére.
2. Csatlakoztasd a tábládat a Wi-Fi-hez. Kattintson ide ezekhez az utasításokhoz.
3. Rendeljen statikus IP-címet a Raspberry Pi-hez. Kattintson ide a részletekért, hogyan kell ezt megtenni.
4. Hozz létre egy új .py fájlt a Raspberry Pi-dben, és másold bele a következő kódot. A kód futtatásakor a Pi szerverré válik, amely a „6166” porton fogadja a parancsaidat.

 

 import socket import sys # TCP/IP socket létrehozása sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # A socket hozzárendelése a következő porthoz: server_address = ('', 6166) print ('indítás a ' porton, server_address) sock.bind(server_address) # Bejövő kapcsolatok figyelése sock.listen(True) GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(18, GPIO.OUT) GPIO.setup(27, GPIO.OUT) while (True): # Kapcsolatra várakozás print ('kapcsolatra várakozás') connection, client_address = sock.accept() print ('kapcsolat innen:', client_address) # Az adatokat kis darabokban fogadja és újraküldi data = connection.recv(16) print ("received:", data) # Jelkimenet a GPIO-n a fogadott parancstól függően if data == b"ext": GPIO.output(18, GPIO.HIGH) if data == b"ret": GPIO.output(27, GPIO.HIGH) if data == b"close connection": break # A kapcsolat lezárása connection.close() 

Vezeték

A projekt bekötésével kapcsolatos egyértelmű utasításokért a következő linken található ábra: 4 csatornás digitális relé + Arduino lineáris működtető bekötése.

 

Router beállítása

Miután a Pi csatlakoztatva van a Wi-Fi-hez, és rendelkezik egy statikus IP-címmel, amelyet az előző lépésben konfigurált, elkezdheti a porttovábbítás és az IP-szűrés beállítását a routeren. A porttovábbítás lehetővé teszi, hogy egy routert úgy állítson be, hogy a helyi hálózaton lévő adott eszköz egy adott portjára érkező adatokat továbbítsa. Tegyük fel, hogy a Pi-kiszolgáló statikus IP-címe 192.168.1.69, és a 6166-os porton fogadja a parancsokat. Ehhez be kell állítania a routert úgy, hogy a 6166-os porton érkező adatokat egy 192.168.1.69 IP-című eszközre továbbítsa.

Utasítás:

Megjegyzés: Az útválasztó kezelőfelülete eltérhet a példától. Ebben az esetben kérjük, tekintse meg az útválasztó modelljéhez tartozó utasításokat a lépés végrehajtásához.

1. Add meg a routered IP-címét és jelentkezz be a routered felületének eléréséhez.

    

   
2. Keresd meg a Porttovábbítás opció.

    

   

 

1. Add meg a Pi szervered statikus IP-címét és a nyilvános porttartományt. Győződj meg róla, hogy a 6166-os port ebben a tartományban van.

    

   

Biztonsági okokból azt javasoljuk, hogy ezen a ponton állítson be IP-szűrést. Az IP-szűrés lehetővé teszi azon eszközök IP-címeinek megadását, amelyek hozzáférhetnek a Pi eszközéhez és parancsokat küldhetnek neki az interneten keresztül. Keresse meg a bejövő szűrők beállítását, és ebben a beállításban állítsa be azoknak az eszközöknek az IP-címeit, amelyek hozzáférhetnek az aktuátor(ok)hoz.

Kliens beállítása

1. A kliensszoftver eszközön történő futtatásához telepítse a Python 3.8-at a következő helyről: hivatalos weboldal.
2. Érdemes lehet telepíteni a következőt is: PyCharm ami egy könnyen használható IDE.
3. Másold ki a következő kódot:

import socket
import sys # Create a TCP/IP socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # Connect the socket to the port where the server is listening
server_address = ('Enter IP address of router in your pi’s LAN', 6166)
print ('connecting to %s port', server_address)
sock.connect(server_address) try: # Send data message = b'ret' print ('sending "%s"',message) sock.sendall(message) # Look for the response amount_received = 0 amount_expected = len(message) while amount_received < amount_expected: data = sock.recv(16) amount_received += len(data) print ('received: ', data) finally: print ('closing socket') sock.close()

 

A Raspberry Pi kontra Arduino

Ahogy a cikk elején említettük, Raspberry Pi helyett használható Arduino kártya is. Először is fontos megjegyezni, hogy mik is az Arduino lapok. Ezek a mikrovezérlők a firmware által értelmezett kódokat hajtják végre. Nem teljes értékű számítógépek, így nincs saját operációs rendszerük. Lehet, hogy nem rendelkeznek az operációs rendszer által biztosított alapvető eszközökkel, de megkönnyíti az egyszerű kódok közvetlen végrehajtását.

Ennek az operációs rendszernek nincsenek költségei. Az Arduino Board fő célja az érzékelőkkel és eszközökkel való interakció, így az Arduino nagyszerűen alkalmas olyan hardverprojektekhez, amelyek célja a különböző érzékelőjelekre és manuális bevitelre adott válasz kiváltása. Tökéletesen alkalmas más eszközök és aktuátorok artikulálására, ahol egyszerűen nincs szükség teljes funkcionalitású operációs rendszerre.

A Raspberry Pi és az Arduino közötti választás nagyban függ attól a projekttől, amelyhez szükség van rá.

Jobb lenne az Arduinót választani, ha valakinek a fő feladata az adatok olvasása érzékelőkről, vagy az értékek módosítása a motoron és más eszközökön. Tekintettel a ... követelményeire Arduino tápegység és A rendszer egyszerű karbantartása miatt a készülék kikapcsolás nélkül működtethető, szinte semmilyen zavaró tényező nélkül.

A Raspberry Pi ezzel szemben praktikusabb lenne olyan feladatok megoldása során, amelyeket személyi számítógépen kellene elvégezni. A Raspberry Pi leegyszerűsíti a munkafolyamatok kezelését különféle forgatókönyvekben, például ha internetre kell csatlakozni adatok olvasásához vagy írásához, bármilyen média lejátszásához vagy külső kijelzőhöz való csatlakozáshoz.

Mivel az Arduino és a Raspberry Pi különböző feladatokat old meg, bizonyos helyzetekben kényelmes lehet ezeket az eszközöket együtt használni. A két eszköz összekapcsolásakor a kliens a Pi-n keresztül hozzáférhet a beállításokhoz és a kódhoz, míg az Arduino vezérli az aktuátorokat és információkat gyűjt az érzékelőkről. Ez a két eszköz USB-n, LAN-on vagy az Arduino I/O portjain keresztül csatlakoztatható a Raspberry Pi-hez.

 

Zárószó

Ezen a ponton minden elő van készítve ahhoz, hogy a Progressive Automations által kínált, a fent említett kritériumoknak megfelelő bármely aktuátort az interneten keresztül vezérelhessen! A kód futtatásával a lehető legkényelmesebben távolról, vagy ahogy mi nevezzük, „WiFi-vezérelt aktuátoroknak” vezérelheti aktuátorait. Köszönjük, hogy elolvasta ezt a cikket – ha bármilyen kérdése van, vagy ha szeretné megtekinteni mérnökeink egyikének kísérleteit, lépjen kapcsolatba velünk és örömmel felvesszük Önnel a kapcsolatot!