Elektronikkens verden kan være morsom og spennende, men ofte kan den virke ganske skremmende når du ser på en koblingsskjema og aner ikke hvor jeg skal begynne. Dessuten er det viktig å forstå koden som går videre til en mikrokontroller kan være forvirrende hvis du er nybegynner. Heldigvis er vi her for å gi deg informasjonen du trenger for å starte læringsreisen din!
I denne artikkelen skal vi dykke ned i hva en mikrokontroller er ved å se på fordelene og funksjonene. Deretter skal vi gi deg et enkelt prosjekt om hvordan du kjører en lineær aktuator fra en mikrokontroller, og starter med å få den til å strekkes ut/inn. Enten du er nybegynner med mikrokontrollere eller er en erfaren hobbyist som bare trenger litt oppfriskning, er dette artikkelen for deg. Denne artikkelen er en av mange som kommer, hvor vi skal se nærmere på mikrokontrollerskjold, sensormoduler og motordrivere. Men la oss starte med det grunnleggende!
Hva er en mikrokontroller: Fordeler og funksjoner?
Se til venstre og deretter til høyre. Du har sannsynligvis sett en håndfull ting rundt huset eller kontoret ditt som har en integrert krets (IC) inni – disse små silisiumbaserte brikkene er hjernen i de elektroniske enhetene dine. Mikrokontrollerkort vil ha en eller flere av disse IC-ene innebygd sammen med en rekke eksterne enheter.
Mikrokontrollere er små, allsidige og rimelige enheter som kan implementeres og programmeres ikke bare av erfarne elektroingeniører, men også av hobbyister, studenter og fagfolk fra andre fagområder.
En mikrokontroller vil vanligvis ha følgende elementer:
- Sentral prosessor (CPU): Utfører aritmetiske operasjoner, administrerer dataflyt og genererer kontrollsignaler basert på et sett med instruksjoner (dvs. kode).
- Ikke-flyktig minne: Stores the microcontroller’s program that tells the CPU exactly what to do.
- Flyktig minne (dvs. RAM): Brukes til midlertidig datalagring. Disse dataene går tapt når mikrokontrolleren mister strømmen.
-
Periferiutstyr: Maskinvaremoduler som hjelper en mikrokontroller med å samhandle med det eksterne systemet.
- Dataomformere (AC-DC, DC-AC og referansespenningsgeneratorer).
- Klokkegenerering.
- Tidspunkt.
- Innganger og utganger.
- Seriell kommunikasjon.
En mikrokontroller er svært kostnadseffektiv siden den kan produseres til lavere kostnader enn sine elektromekaniske forgjengere. Videre er utviklingskort, som for eksempel Arduino, muliggjør rask programmering og er ideell for systemprototyper. Fordi mesteparten av kretsene er laget av integrerte kretser, er energikostnadene ved å bruke en mikrokontroller mye lavere enn ved bruk av individuelle komponenter i en relélignende logikkkrets. Til slutt, siden den typiske mikrokontrolleren er programmerbar, betyr det at du kan bruke den om igjen i et annet prosjekt om nødvendig.
Slik bruker du en mikrokontroller med en lineær aktuator til å forlenge/trekke seg inn
Det er på tide å teste og kjøre ut/inn en lineær aktuator fra Progressive Automations med mikrokontroller! Vi vil veilede deg gjennom kablingen og hvordan koden fungerer, slik at du kan endre kontrollen av den lineære aktuatoren slik du vil.
Hva du trenger
Her er hva du trenger for å komme i gang med å koble en mikrokontroller til en lineær aktuator. Alle komponenter kan kjøpes på nettstedet til Progressive Automations:
- 12 VDC strømforsyning
- Arduino Mega
- LCD-skjerm med knapper
- 2-kanals relé
- Aktuator (12 VDC med maks. 10 A strømforbruk)
- USB-kabel type A/B jumperledninger
Kabling og kodeopplasting
Heldigvis er det ikke mye kabling som må gjøres på grunn av skjermene. Denne enkle kablingen gjør dette prosjektet til det beste nybegynnerprosjektet for å lære å bruke en mikrokontroller. Når du har de nødvendige komponentene, følg ledningstilkoblingene nedenfor trinn for trinn. Bruk Arduino-pinout-bildet som referanse.
- LCD stablet på Arduino Pin 26
- Relé IN1 til Arduino pin 30
- Relé IN2 til Arduino 5V
- Relé VCC til Arduino GORD
- Relé GND til relé NO2
- 12 VDC til relé NC2
- 12 VDC til relé NC1
- Relé NC2 til relé NO1
- Relé NO2 til aktuator positiv
- Relé COM1 til aktuator negativ
- Relé COM2
Kodeforklaring
Se hele koden for dette prosjektet her.
Koden som forstås av Arduino-mikrokontrollerkortet er C. Flere biblioteker er skrevet, som inneholder kode for å forenkle tillegg av diverse periferiutstyr, i dette tilfellet LCD-skjermen (#include
Den første delen av koden er oppsettet av pinnene. Disse pinnumrene korrelerer med relétilkoblingene på Arduino-pinnumrene. Hvis du bestemmer deg for å bruke et annet Arduino-mikrokontrollerkort, må du sørge for at disse numrene endres slik at de samsvarer med hvilken pin du kobler reléene til.
Oppsettsløyfen tilordner relépinnene som UTGANGER og setter pinnene til LAV. I tillegg sendes noen kommandoer til LCD-skjermen for å vise tekst og sette opp markørpilene. Innenfor hovedsløyfen sjekker koden kontinuerlig om noen av knappene på LCD-kortet har blitt trykket. I dette tilfellet er knappene koblet til Arduinoens A0-pinne. Når en knapp trykkes, vil verdien som leses av Arduinoen enten være nær 100 eller nær 255, avhengig av hvilke knapper som ble trykket. Disse verdiene er ikke alltid nøyaktige, spesielt hvis du har ekstra kretser koblet til Arduinoen som kan forstyrre signalet. Derfor er det inkludert en terskelverdi som kan justeres hvis knappene er for følsomme for interferens.
Hvis du har Arduinoen koblet til datamaskinen via USB, kan du bruke serieskjermen på Arduino IDE-en til å se utgangssignalet fra A0-pinnen. Bare legg til kodelinjen nedenfor i hovedløkken:
Seriell.println(A0);
Det foregår noe logikk med lesesignalet for å avgjøre om opp- eller ned-knappen ble trykket. Hvis opp-knappen ble trykket, vil ett relé bli satt til høy og det andre til lav. Hvis ned-knappen ble trykket, blir logikken snudd. Aktivering og deaktivering av reléer vil føre til at aktuatoren forlenges/inntrekkes.
Nå som du vet hvordan koden fungerer, kan du eksperimentere med den ved å legge til ekstra logikk, for eksempel å slå på en LED når aktuatoren strekker seg ut og slå den av når aktuatoren trekkes tilbake. Dette er ganske enkelt å gjøre og krever at du konfigurerer pinnummeret, tilordner pinen som en UTGANG, og deretter setter den pinen til HØY (digitalWrite-kommandoen) i if- eller else if-setningen.
Konklusjon
Å jobbe med en Arduino-mikrokontroller for blant annet en aktuator kan være ganske morsomt og givende. Å lære å kode på en enkel mikrokontroller for en aktuator, spesielt i C-språket, er en fin måte å bygge opp kunnskapen din på og potensielt gjøre kodeferdighetene dine til en karriere. Start med det grunnleggende og jobb deg oppover til mer komplekse prosjekter.
I de kommende artiklene vil vi utforske ulike skjold som kan brukes med Arduino og vise deg litt mer komplekse kodestykker. Videre vil vi undersøke bruken av sensorer for å kontrollere segmenter av koden din for å kontrollere en lineær aktuator. Hvis du har ytterligere spørsmål om mikrokontrollere eller tilkobling av en lineær aktuator til en mikrokontroller, ikke nøl med å kontakte oss. kontakte oss!