IL PA-18 Track Linear Actuator è il nostro più grande a lunghezza fissa attuatore e viene comunemente utilizzato nella realizzazione di mobili su misura, nell'automazione domestica e nella robotica. È possibile controllare facilmente un attuatore con un scheda Arduinoe questo articolo mostrerà come costruire e programmare un sistema controllato da Arduino attuatore lineare che può essere facilmente adattato alla tua applicazione!
Hardware richiesto
Per realizzare un attuatore lineare controllato da Arduino sono necessari i seguenti componenti hardware, tutti acquistabili da Progressive Automations:
- 1x Attuatore lineare per binario PA-18
- 1x Arduino Uno
- 1x Ponte H MegaMoto Plus
- 1x Alimentatore da 12 Vcc
- 2 pulsanti momentanei
- Cavi di collegamento
Cablaggio del sistema
L'attuatore utilizzato in questa configurazione richiede una tensione di ingresso di 12 Vcc e una corrente fino a 8 A a pieno carico. Questi valori sono molto più elevati di quelli che un microcontrollore Arduino è in grado di fornire e causerebbero la fuoriuscita di fumo dall'Arduino. Per evitare di danneggiare l'Arduino, viene utilizzato il ponte H MegaMoto Plus. Il ponte H è in grado di gestire i requisiti di alimentazione e può essere facilmente utilizzato per controllare un attuatore con un Arduino.
In questo sistema, sono presenti connessioni tra Arduino, il ponte H MegaMoto Plus e i due pulsanti. Ciascun pulsante richiede un singolo ingresso, che viene scelto tra i pin GPIO disponibili di Arduino. Il ponte H ha quattro connessioni con Arduino: tre uscite e un ingresso. I pin utilizzati dal ponte H sono preimpostati e non possono essere modificati.
Diagramma a blocchi
Lo schema a blocchi sottostante illustra brevemente i requisiti di alimentazione e i collegamenti. Arduino funziona con un'alimentazione a 5V e il ponte H con un'alimentazione a 12V. Se si utilizzano due alimentatori separati, è importante che le loro masse siano condivise per evitare una situazione di massa flottante.
Comandi Arduino
Dovrai installare l'IDE di Arduino su un computer desktop o portatile. Tieni presente che il cablaggio del tuo sistema influenzerà il codice Arduino. Pertanto, è importante ricontrollare i collegamenti e confrontarli con il codice che hai inserito.
Il comando `pinMode` di Arduino viene utilizzato per definire i pin come ingressi o uscite. Per modificare il segnale inviato da Arduino a un pin specifico, si utilizzano i comandi `digitalWrite` e `analogWrite`. Inoltre, i comandi `digitalRead` e `analogRead` vengono utilizzati quando Arduino deve controllare il segnale su un pin specifico.
Nel programma seguente, il comando digitalWrite viene utilizzato per abilitare o disabilitare il ponte H e per configurare i pin utilizzati per i pulsanti. Il comando analogWrite viene utilizzato per impostare il valore del segnale PWM per il ponte H nell'intervallo da 0 a 255. Il comando digitalRead viene utilizzato per verificare se i pulsanti sono stati premuti o rilasciati. Il comando analogRead viene utilizzato per misurare l'assorbimento di corrente del motore dell'attuatore, il che verificherà quando l'attuatore ha raggiunto la fine della sua corsa.
Codice Arduino
La sezione seguente illustra le definizioni del programma, la configurazione, il ciclo principale e le funzioni dei pulsanti per un attuatore lineare controllato da Arduino. È importante analizzare il codice riga per riga per comprenderne il funzionamento. Questa comprensione vi permetterà di apportare modifiche in base alla vostra applicazione.
Definizioni del programma
Questa sezione di codice riguarda la configurazione dei collegamenti dei pin. Verifica attentamente che i collegamenti alla scheda Arduino corrispondano ai valori inseriti. Questi valori possono essere modificati a seconda che tu stia collegando componenti aggiuntivi ad Arduino, il che potrebbe richiedere uno spostamento dei collegamenti dei pin.
Configurazione del programma
Questa sezione di codice configura i pin collegati come input o output. I due pulsanti possono essere impostati su HIGH o LOW a seconda di come sono stati collegati (pull-up o pull-down). Sebbene Arduino disponga di resistori di pull-up interni, potrebbe essere opportuno aggiungere un resistore esterno per eliminare il rimbalzo degli interruttori e prevenire attivazioni indesiderate.
Anello principale
Il ciclo principale verifica costantemente se i pulsanti sono stati premuti ed esegue una specifica sezione di codice a seconda del risultato della funzione di pressione dei pulsanti. È inclusa una sezione a stati finiti per determinare cosa sta facendo l'attuatore lineare controllato da Arduino e come dovrebbe reagire in base agli input (ovvero, i pulsanti).
Funzioni dei pulsanti
Queste funzioni leggono digitalmente lo stato dei pulsanti per controllare un attuatore tramite Arduino. Ogni funzione relativa ai pulsanti include un ciclo di debouncing all'interno dell'istruzione if principale per evitare attivazioni errate e l'invio di segnali inappropriati ad Arduino. L'output di queste funzioni è un valore booleano. Ad esempio, se viene premuto il pulsante di avvio, il valore di startButton cambierà in true. Il valore booleano viene quindi utilizzato nel ciclo principale per prendere ulteriori decisioni.
Considerazioni finali
La funzionalità di questo sistema va oltre quanto illustrato in questo articolo. microcontrollore Arduino Il ponte H di MegaMoto Plus può essere utilizzato per implementare routine di controllo molto più complesse. Questa configurazione è in grado di controllare la velocità variabile utilizzando il comando analogWrite per impostare il segnale PWM. La corrente del motore dell'attuatore può essere monitorata e utilizzata per il rilevamento del carico al fine di attivare comandi aggiuntivi.
Inoltre, è possibile collegare sensori aggiuntivi per un attuatore lineare avanzato controllato da Arduino. Ad esempio, un sensore a ultrasuoni può essere collegato per avviare/arrestare il motore quando ci si trova a una certa distanza, oppure può essere utilizzato per attivare una serie di altre interessanti funzionalità. Le possibilità sono infinite. Tuttavia, se i pin disponibili sull'Arduino si stanno esaurendo, è possibile optare per un modello diverso. In alternativa, è possibile collegare in serie più Arduino per farli comunicare tra loro e con vari componenti. Tuttavia, questa soluzione richiede una discreta esperienza di programmazione.
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