Arduino è allo stesso tempo una community, un’azienda e un progetto open‑source, specializzato nei microcontrollori, in particolare nella loro costruzione e programmazione. Arduino offre anche kit semplici pensati per un assemblaggio facile. I controller Arduino sono piccoli controller basati su microchip e schede che consentono il controllo remoto di determinate apparecchiature. Questi microcontrollori supportano sia segnali digitali sia analogici, il che significa che possono essere utilizzati con un’ampia gamma di apparecchiature, indipendentemente dal fatto che siano digitali o analogiche. Questi microcontrollori possono essere utilizzati con attuatori lineari per controllarli.
Da Progressive Automations abbiamo stretto una partnership con Arduino per offrirti i PLC di massima qualità sul mercato e fornire più opzioni di controllo che mai con gli attuatori lineari. Questi controllori logici programmabili (PLC) si trovano in macchinari di produzione, linee di assemblaggio, raffinerie di petrolio e in vari altri sistemi elettromeccanici. Ciò che li distingue dalla maggior parte dei sistemi di controllo è la presenza di molteplici terminali di ingresso e uscita, una maggiore resistenza a urti e vibrazioni e molte più opzioni di personalizzazione. Il diagramma seguente indica la semplicità del cablaggio di un attuatore.
Le potenzialità dei PLC
Con la maggior parte dei sistemi di controllo del movimento, puoi solo estendere e retrarre l’unità alla sua velocità normale; con i PLC, invece, hai accesso a molto di più. Offrono il controllo completo della velocità delle nostre unità per movimenti fluidi, oltre alla sincronizzazione della velocità con i modelli dotati di feedback. Puoi anche controllare direzione e posizione dell’unità e attivarla in base a temperatura, umidità, suono e molte altre variabili a seconda del modello utilizzato. Come si vede dallo schema di cablaggio sopra, è semplice collegare anche un attuatore lineare a un PLC. L’esempio seguente usa Arduino Uno, Due, Mega, ADK, Leo e moduli Ethernet. Puoi persino combinare schede controller separate per avere ancora più possibilità di controllo. Possono essere impilate fino a 3 livelli per controllare 3 unità singolarmente, come nell’esempio sopra. Se non basta, puoi aggiungere relè al sistema per controllare fino a 6 unità. Questo assetto può gestire tutti i nostri modelli a pieno carico con una capacità di 20 ampere. I PLC dispongono anche di feedback di corrente in grado di monitorare il carico per aggiungere funzionalità al programma.
Il microcontrollore Arduino
Questi microcontrollori includono diversi microprocessori per facilitare il collegamento tra l’attuatore lineare e Arduino. Tutte le schede dispongono di pin e funzionalità che, come detto, permettono di accedere ad apparecchiature sia digitali sia analogiche. Questo consente loro di interfacciarsi con il maggior numero possibile di circuiti. I microcontrollori arrivano preprogrammati con uno specifico bootloader. Ciò garantisce un migliore controllo dell’attuatore lineare con Arduino, semplificando il processo di aggiunta dei programmi che controllano l’apparecchiatura.
Tutti i microprocessori dispongono del proprio ambiente operativo e di una porta USB standard per trasferire le applicazioni da un computer al microprocessore stesso. Le versioni più recenti del processore includono la tecnologia Bluetooth. I microprocessori sono processori molto compatti che concentrano la potenza della CPU in un unico circuito integrato per controllare l’apparecchiatura. In questo caso, vengono utilizzati per controllare l’attuatore lineare con Arduino. Si tratta di un circuito, o di un insieme di circuiti, polivalente che utilizza dati binari per elaborare informazioni e produrre un output.
Attrezzatura necessaria per controllare un attuatore lineare con Arduino
Arduino è più complesso di quanto si pensi. Invece di collegare semplicemente un motore ai pin presenti sulla scheda, è necessario gestire con molta attenzione la corrente assorbita. È possibile utilizzare un driver per motori o un ponte-H, ma per il controllo specifico di un attuatore lineare con Arduino ci sono anche altre due possibilità da considerare. La prima è utilizzare un relè per controllare direttamente la corrente che entra nell’attuatore. La seconda è creare un anello chiuso utilizzando un attuatore a 12 V molto specifico chiamato attuatore con feedback. L’attuatore con feedback funziona consentendo all’apparecchiatura di controllare la posizione dello stelo. Il metodo basato su scheda relè è più semplice e, di conseguenza, probabilmente più facile per la maggior parte degli utenti di attuatori lineari. Finché la scheda relè dispone di relè SPDT, questa semplice guida è sufficiente per creare un metodo di controllo di un attuatore lineare utilizzando un microprocessore Arduino.
Il relè SPDT ha tre contatti: Comune (COM), Normalmente Aperto (NO) e Normalmente Chiuso (NC).
Per il controllo di un attuatore lineare con Arduino serviranno due relè separati, così da permettere all’attuatore di avviarsi, fermarsi e cambiare direzione. I contatti normalmente chiusi sono collegati al 12 V CC, mentre i contatti normalmente aperti al +12 V CC. Per sdoppiare un cavo, usa una giunzione oppure un cavetto jumper appositamente scelto. I due cavi dell’attuatore si collegano al relè, due per volta.
La procedura
I relè controllano come e dove si muove un attuatore. Funzionano attivando elettromagneti attraverso i quali si può controllare la corrente. Negli attuatori lineari con Arduino, a questo processo segue l’azionamento di un interruttore che consente di incanalare correttamente la corrente verso il relè opposto. Il sistema a relè a due canali è quello che funziona meglio per il controllo di un attuatore lineare con Arduino.
I relè possono avere pin numerati fino a otto, a seconda del modello, e tutti richiedono almeno 5 V di alimentazione per funzionare correttamente. Collega l’alimentatore al relè sui pin VCC e GND. Collega ogni pin IN al corrispondente pin di Arduino. Questo assicurerà che il relè funzioni correttamente durante l’alimentazione dell’attuatore. È fondamentale collegare i pin nel modo giusto: se accoppiati in modo errato, l’alimentazione commuta tra pin in modo diverso rispetto alla configurazione normale. È importante ricordare che l’alimentazione si collega tra NC e COM se il pin IN non è collegato. Inoltre, l’alimentazione si collega tra i terminali NO e COM se il pin IN è collegato al pin GND. Tuttavia, va ricordato anche che collegare direttamente il pin IN significa che l’alimentazione si collegherà comunque tra i pin NC e COM. In questo caso, il codice Arduino per l’attuatore lineare dovrebbe essere come nell’esempio seguente.
Per la programmazione del tuo microcontrollore Arduino, abbiamo incluso un semplice programma di sweep che mostra come estendere e retrarre un attuatore lineare alla massima velocità.
//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);
}
Conclusione
Gli attuatori lineari sono sempre più diffusi in vari settori e campi tecnologici, quindi viene sviluppata sempre più tecnologia intorno a loro e al loro utilizzo. Il controllo di un attuatore lineare con Arduino è molto ricercato per il livello di controllo che offre agli utenti di attuatori lineari. I microprocessori sono un modo per combinare l’intera parte di CPU di un computer su un singolo circuito o su un gruppo di circuiti. Questo consente all’utente di collegare attuatori lineari con telecomandi e processori, ottenendo un controllo più ampio sulle modalità con cui un attuatore lineare con Arduino si muove mentre svolge il lavoro per cui è stato progettato.
Sebbene esistano numerosi modi per far comunicare i microcontrollori con gli attuatori lineari in ambito Arduino, il sistema a relè a due vie descritto sopra è uno dei più semplici e convenienti. Offre molteplici modi affinché l’alimentazione raggiunga l’attuatore e il microprocessore, consentendo a entrambi di svolgere il proprio lavoro nel modo più corretto ed efficiente possibile.
Assicurati di dare un’occhiata alla nostra variegata selezione di PLC e sistemi di controllo. Offriamo anche programmazione personalizzata per i nostri controller se hai in mente un metodo di controllo molto specifico.