Siden utviklingen av den første silisiumbrikken i 1961 har teknologien gjort betydelige fremskritt. Silisiumbaserte brikker, nå innebygd i en rekke komponenter på et kort, har muliggjort mange mikrokontrollerapplikasjoner. Disse mikrokontrollerkortene brukes til å sende og motta digitale/analoge signaler fra sensorer og andre kretser. Disse signalene behandles i hjernen til mikrokontrollerkortet (CPU - sentralprosessor) for å utløse hendelser, enten det er for å kontrollere en lineær aktuator eller bare for å blinke noen LED-er.
Progressive Automations har et utvalg av mikrokontrollerkort, utvidelsesskjold og sensorer på lager for å dekke ethvert prosjekt du kan drømme om. For å ta en informert beslutning om hvilken som er best for din applikasjon, er det viktig å ha en ide om tilgjengelige alternativer og hva du bør vurdere når du kjøper en mikrokontroller.
Typer mikrokontrollere
Det mest populære mikrokontrollerkortet er Arduino-serienDe kommer i en rekke forskjellige konfigurasjoner, avhengig av antall tilgjengelige inngangs-/utgangspinner og prosesseringshastigheten til CPU-en. Disse kortene er programmert i programmeringsspråket C. Heldigvis er det ikke vanskelig å programmere en mikrokontroller i Arduino-serien, da det finnes mange ressurser på nettet, men hvis du trenger litt øvelse, tilbyr Progressive Automations et Arduino-startsett, som inkluderer over 200 elektriske komponenter og deler for å komme i gang.
De Arduino Uno Rev3 og Arduino Leonardo Kortene er både flotte for nybegynnere og for mindre prosjekter som bare krever noen få input/output-pinner. Arduino Uno leveres med 14 digitale pinner og 6 analoge pinner, mens Leonardo leveres med 20 digitale pinner og 12 analoge pinner. Sammenlignet med Uno har Leonardo innebygd USB 2.0-kommunikasjon, som gjør at den kan kommunisere med en datamaskin via USB. Hvis plass er et problem i prosjektet ditt, har Arduino Micro samme funksjonalitet som Arduino Leonardo, men i en mindre pakke.
De Arduino Mega og Arduino Due brukes til større prosjekter som krever mange inngangs-/utgangspinner. Når det gjelder prosessorkraft, er Arduino Due over fem ganger raskere med en CPU-hastighet på 84 MHz, sammenlignet med 16 MHz for de andre Arduino-modellene. Begge modellene leveres med 54 digitale inngangs-/utgangspinner.
Mikrokontrollerprosjekter
La oss diskutere hvilke applikasjoner vi kan bygge ved hjelp av en mikrokontroller. Det finnes et bredt utvalg av prosjekter som er mulige med integrering av en mikrokontroller for å utføre forskjellige funksjoner. For eksempel kan en programmerbar mikrokontroller styre en lineær aktuator til å åpne/lukke en endeeffektor (dvs. griper) på en robotarm til bestemte tidspunkter. I tillegg kan tilbakemeldingssensorer også brukes på endeeffektorens ekstremiteter for å utløse en signalendring i mikrokontrolleren. Dette gjør at endeeffektoren bare aktiveres når det er nødvendig eller når den registrerer et objekt å gripe.
En annen bruk av en mikrokontroller er i adgangskontroll. For eksempel brukes lineære aktuatorer noen ganger på en vindturbinluke for å la teknikere få tilgang inn i turbinens nacelle. En mikrokontroller kan kobles til en RFID/NFC-leser og den lineære aktuatoren som låser/låser opp luken. Når en autorisert tekniker berører leseren med kortet sitt, kontrollerer mikrokontrolleren at han har tilgangsrettigheter, og i så fall åpner den lineære aktuatoren luken.
De Stewart-plattformrobot er et prosjekt som bruker en Arduino-mikrokontroller til å styre seks lineære aktuatorer som stabiliserer en plattform. Den ble valgt på grunn av dens høye prosesseringshastighet, som var nødvendig for å beregne den komplekse inverse kinematikken som trengs for å stabilisere plattformen. Bruksmulighetene er uendelige når man implementerer en mikrokontroller i et prosjekt. All nødvendig prosessering kan gjøres av en mikrokontroller, og dermed digitalisere og automatisere prosjektet ditt slik du ønsker.
Hvordan velge en mikrokontroller for et prosjekt
Nå som vi har etablert de forskjellige mikrokontrollerne som er tilgjengelige og prosjektene som er mulige, hvordan velger du en mikrokontroller for din spesifikke applikasjon? Den beste mikrokontrolleren avhenger av prosjektet/applikasjonen. Nedenfor har vi satt sammen en liste over faktorer å huske på når du velger en mikrokontroller.
Strømkrav
Alle Arduino-mikrokontrollerne som er omtalt har en driftsspenning på 6–20 V. Spenningen kan komme fra en batteriforsyning eller en AC-til-DC-strømforsyning. Imidlertid kan enhver spenning mindre enn 7 V føre til at mikrokontrolleren blir ustabil hvis DC-forsyningen ikke er 100 % jevn. I tillegg vil tilførsel av mer enn 20 V føre til at spenningsregulatorene bryter sammen og forårsaker overdreven varmespredning.
Hver modell leveres med strømspesifikasjoner for strømforsyningen og inngangs-/utgangspinnene. Hvis inngangs-/utgangspinnene har et maksimalt strømforbruk på 200 mA, må du sørge for at det du kobler til disse pinnene ikke overstiger denne verdien. For eksempel har du en lineær aktuator som trekker 1 A ved full belastning, noe du vet vil overstige strømforbruket til inngangs-/utgangspinnen på Arduinoen. Derfor er det best å bruke et driverkort og å drive den lineære aktuatoren med en separat strømforsyning med høyere strømstyrke.
Behandlingshastighet
Prosesseringshastigheten til de fleste Arduino-mikrokontrollere er 16 MHz. Hvis hastighet er det du trenger, klokker Arduino Due inn på 84 MHz – som betyr at den kan utføre 84 millioner instruksjoner per sekund. Denne hastigheten er nødvendig når flere innganger/utganger må utføres med minimal forsinkelse (dvs. behandling av beregninger, seriell kommunikasjon og lesing og skriving av pinner).
Som et praktisk eksempel er en mikrokontroller koblet til en lineær aktuator og en bryter programmert til å stoppe forlengelsen av den lineære aktuatoren når den treffer bryteren. Hvis den lineære aktuatorens hastighet er for høy og Arduinoens prosesseringskapasitet er for lav, vil den lineære aktuatoren kollidere med bryteren og forårsake skade. En løsning ville være å redusere hastigheten på den lineære aktuatoren eller å skaffe en mikrokontroller med høyere prosesseringshastighet.
Pins
Avhengig av prosjektets kompleksitet, kan det hende du trenger en mikrokontroller med bare noen få pinner, eller du kan trenge en mikrokontroller med mange pinner. I noen tilfeller kan det være nødvendig med flere mikrokontrollere for å tillate den elektronikken du har tenkt å koble til den.
Det er også mulig å seriekoble de serielle kommunikasjonsportene på flere Arduino-kort for å lage et nettverk av kontrollere som samhandler med hverandre. Mikrokontrollerprogrammer for en slik applikasjon er mer komplekse, men det illustrerer fleksibiliteten til denne teknologien. Som en generell veiledning, velg en Arduino med antall pinner prosjektet ditt trenger pluss en eller to ekstra pinner, bare i tilfelle.
Skjerm eller tilleggskretser
Hvis du har tenkt å kjøpe et utvidelseskort for inngang/utgang eller et annet Arduino-skjold, må du sørge for at modellen du velger er kompatibel med Arduino-modellen du bruker. De fleste skjoldene som leveres av Progressive Automations er kompatible med Arduino Uno, for eksempel MegaMoto GT H-broen, som er designet for å kjøre flere lineære aktuatorer samtidig. Siden de fleste lineære aktuatorer trekker strøm som overstiger den maksimale strømmen til en Arduino inngang/utgang-pinne, brukes MegaMoto-driverkortet som en bryter, som bare krever et digitalt signal for å slå aktuatoren av/på, variere spenningen eller endre retning.
Du vil kanskje ønske å kunne styre en lineær aktuator i prosjektet ditt via nettverket. Du må velge en trådløs mikrokontroller, noe som kan gjøres ved å kjøpe en WIFI- eller Bluetooth-modul som er kompatibel med den valgte Arduinoen. Disse modulene vil tillate trådløs fjernkontroll av prosjektet ditt.
Den digitale fremtiden
Det trenger ikke å være komplisert å velge en mikrokontroller til prosjektet ditt. Bare husk de tidligere diskuterte punktene, så er du godt på vei til å automatisere prosjektet ditt, enten det er å styre en enkelt lineær aktuator eller en rekke lineære aktuatorer. En mikrokontroller kan være til fordel for prosjektet ditt på en rekke måter ved å utvikle seg mot en digitalt automatisert fremtid!
For mer informasjon om mikrokontrollere eller noen av våre produkter, kontakt oss og en av våre ekspertingeniører vil ta kontakt!