Część I: Jak monitorować sprzężenie zwrotne siłownika liniowego?

W dzisiejszym poradniku pokażemy, jak sprawdzić, jaką siłę wywiera siłownik liniowy, monitorując pobierany przez niego prąd. To jeden z naszych bardziej zaawansowanych poradników, wymagający nieco złożonego kodowania, kalibracji i programowania. Omówimy monitorowanie wejścia analogowego i sposób wykorzystania jego funkcji. W tym projekcie użyjemy MegaMoto Plus, siłownika liniowego (korzystamy z naszego mini siłownika PA-14), Arduino Uno oraz zasilacza o napięciu co najmniej 12V.

Aby zacząć, musimy wykonać okablowanie, aby wszystko ze sobą połączyć. Zacznij od wpięcia MegaMoto do Arduino, po prostu umieść MegaMoto na górze Uno. Następnie podłącz przewód z terminala BAT+ znajdującego się na MegaMoto do pinu Vin na Uno.

Teraz musimy podłączyć przewody siłownika liniowego do zacisków A i B na MegaMoto oraz podłączyć zasilanie 12V do BAT+ i GND do BAT-. Musimy też podłączyć dwa przyciski sterujące, łącząc każdy między niewykorzystanym pinem a GND. Zalecamy podłączyć przyciski na płytce stykowej.

Teraz czas na kodowanie z użyciem Arduino Uno. Chcemy zaprogramować przyciski tak, aby sterowały wysuwaniem i chowaniem siłownika. Monitorowanie prądu rozpocznie się, gdy siłownik zacznie się wysuwać, co pozwoli nam sprawdzić, czy przekracza on maksymalny limit prądu. Jeśli limit zostanie przekroczony, siłownik automatycznie się zatrzyma, dopóki nie zdecydujesz się go schować. Biorąc pod uwagę, że silniki w siłownikach mają duży skok prądu przy pierwszym zasileniu, wprowadzimy krótkie opóźnienie, zanim zaczniemy monitorować prąd. Ten kod potrafi również rozpoznać, kiedy siłownik osiągnął swoje wyłączniki krańcowe, czyli gdy prąd spada do 0.

const int EnablePin = 8;
const int PWMPinA = 11;
const int PWMPinB = 3; // pins for Megamoto
const int buttonLeft = 4;
const int buttonRight = 5;//buttons to move the motor
const int CPin1 = A5;  // motor feedback

int leftlatch = LOW;
int rightlatch = LOW;//motor latches (used for code logic)
int hitLimits = 0;//start at 0
int hitLimitsmax = 10;//values to know if travel limits were reached

longlastfeedbacktime = 0; // must be long, else it overflows
int firstfeedbacktimedelay = 750; //first delay to ignore current spik
int feedbacktimedelay = 50; //delay between feedback cycles, how often you want the motor to be checked
currentTimefeedback = 0; // must be long, else it overflows
unceTime = 300; //amount to debounce buttons, lower values makes the buttons more sensitivelong lastButtonpress = 0; // timer for debouncing
long currentTimedebounce = 0;
int CRaw = 0;      // input value for current readings
int maxAmps = 0; // trip limit 
bool dontExtend = false;
bool firstRun = true;
bool fullyRetracted = false;//program logic

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  pinMode(EnablePin, OUTPUT);
  pinMode(PWMPinA, OUTPUT);
  pinMode(PWMPinB, OUTPUT);//Set motor outputs
  pinMode(buttonLeft, INPUT);
  pinMode(buttonRight, INPUT);//buttons 
  digitalWrite(buttonLeft, HIGH);
  digitalWrite(buttonRight, HIGH);//enable internal pullups
  pinMode(CPin1, INPUT);//set feedback input
  currentTimedebounce = millis();
  currentTimefeedback = 0;//Set initial times
  maxAmps = 15;// SET MAX CURRENT HERE
}//end setup

void loop()
{
  latchButtons();//check buttons, see if we need to move
  moveMotor();//check latches, move motor in or out
}//end main loop

void latchButtons()
{
  if (digitalRead(buttonLeft)==LOW)//left is forwards
 {
    currentTimedebounce = millis() - lastButtonpress;// check time since last press
    if (currentTimedebounce > debounceTime && dontExtend == false)//once you've tripped dontExtend, ignore all forwards presses
    {
      leftlatch = !leftlatch;// if motor is moving, stop, if stopped, start movingfirstRun = true;// set firstRun flag to ignore current spike
      fullyRetracted = false; // once you move forwards, you are not fully retracted
      lastButtonpress = millis();//store time of last button press
      return;
    }//end if
  }//end btnLEFT

  if (digitalRead(buttonRight)==LOW)//right is backwards
  {
    currentTimedebounce = millis() - lastButtonpress;// check time since last press
    if (currentTimedebounce > debounceTime)
    {
      rightlatch = !rightlatch;// if motor is moving, stop, if stopped, start moving
      firstRun = true;// set firstRun flag to ignore current spike
      lastButtonpress = millis();//store time of last button press
      return;    
    }//end if
  }//end btnRIGHT
}//end latchButtons

void moveMotor()
{
  if (leftlatch == HIGH) motorForward(255); //speed = 0-255
  if (leftlatch == LOW) motorStop();
  if (rightlatch == HIGH) motorBack(255); //speed = 0-255
  if (rightlatch == LOW) motorStop();
}//end moveMotor

void motorForward(int speeed)
{
  while (dontExtend == false && leftlatch == HIGH)
  {
    digitalWrite(EnablePin, HIGH);
    analogWrite(PWMPinA, speeed);
    analogWrite(PWMPinB, 0);//move motor
    if (firstRun == true) delay(firstfeedbacktimedelay); // bigger delay to ignore current spike
    else delay(feedbacktimedelay); //small delay to get to speed
    getFeedback();
    firstRun = false;
    latchButtons();//check buttons again
  }//end while
}//end motorForward

void motorBack (int speeed)
{
  while (rightlatch == HIGH)
  {
    digitalWrite(EnablePin, HIGH);
    analogWrite(PWMPinA, 0);
    analogWrite(PWMPinB, speeed);//move motor
    if (firstRun == true) delay(firstfeedbacktimedelay);// bigger delay to ignore current spike
    else delay(feedbacktimedelay); //small delay to get to speed
    getFeedback();
    firstRun = false;
    latchButtons();//check buttons again
  }//end while
  dontExtend = false;//allow motor to extend again, after it has been retracted
}//end motorBack

void motorStop()
{
  analogWrite(PWMPinA, 0);
  analogWrite(PWMPinB, 0);
  digitalWrite(EnablePin, LOW);
  firstRun = true;//once the motor has stopped, reenable firstRun to account for startup current spikes
}//end stopMotor

void getFeedback()
{
  CRaw = analogRead(CPin1); // Read current
  if (CRaw == 0 && hitLimits < hitLimitsmax) hitLimits = hitLimits + 1;
  else hitLimits = 0; // check to see if the motor is at the limits and the current has stopped 
  if (hitLimits == hitLimitsmax && rightlatch == HIGH)
  {
    rightlatch = LOW; // stop motor
    fullyRetracted = true;
  }//end if
  else if (hitLimits == hitLimitsmax && leftlatch == HIGH)
  {
    leftlatch = LOW;//stop motor
    hitLimits = 0;
  }//end if
  if (CRaw > maxAmps)
  {
    dontExtend = true;
    leftlatch = LOW; //stop if feedback is over maximum
  }//end if
  lastfeedbacktime = millis();//store previous time for receiving feedback
}//end getFeedback

Nowy i udoskonalony mini siłownik PA-01 (następca PA-14) to obecnie oferowany model z wieloma dodatkowymi korzyściami. Aby się przekonać, porównaj tabele poniżej i aktualizuj z pełnym spokojem!

Dzięki temu podstawowemu kodowi z powodzeniem będziesz monitorować sprzężenie zwrotne swojego siłownika liniowego. W części II bardziej szczegółowo omówimy działanie kodu i sposób jego edycji. Mamy nadzieję, że ten wpis był pomocny – wypatruj części II w nadchodzących tygodniach. Jeśli chcesz zamówić któreś z użytych w przykładzie urządzeń lub chcesz dowiedzieć się więcej o naszych produktach, prosimy skontaktuj się z nami.