Arduino é uma comunidade\empresa\projeto de código aberto em um só, que se especializa em microcontroladores, especificamente na construção e programação deles. O Arduino também oferece kits simples feitos para montagem fácil. Controladores Arduino são pequenos controladores de microchips e placas que permitem o controle remoto de determinados equipamentos. Esses microcontroladores são digitais e analógicos, o que significa que podem ser usados em uma ampla variedade de equipamentos, independentemente de o equipamento em si ser digital ou analógico. Esses microcontroladores podem ser usados com atuadores lineares, como meio de controlá-los.
Na Progressive Automations, fizemos parceria com a Arduino para trazer a você os PLCs da mais alta qualidade do mercado e oferecer mais opções de controle do que se imaginava possíveis com atuadores lineares. Esses controladores lógicos programáveis (PLCs) podem ser encontrados em equipamentos de fabricação, linhas de montagem, refinarias de petróleo e outros diversos sistemas eletromecânicos. O que os diferencia da maioria dos sistemas de controle é que contam com múltiplos terminais de entrada e saída, maior resistência a impacto e vibração e muito mais opções de personalização. O diagrama abaixo indica a simplicidade de fazer a fiação de um atuador.
O escopo dos PLCs
Com a maioria dos sistemas de controle de movimento, você só tem controle para estender e retrair a unidade em sua velocidade normal; com PLCs, você tem acesso a muito mais. Eles oferecem controle total da Velocidade de nossas unidades para permitir movimentos suaves e fluidos, bem como igualar a velocidade com modelos com Feedback. Você também pode controlar a direção e a posição da sua unidade, além de ativá-la em função de temperatura, umidade, som e muitas outras opções, dependendo do modelo utilizado. Como você pode ver no diagrama de fiação acima, também é um procedimento simples conectar um atuador linear a um PLC. O exemplo abaixo utiliza os acessórios Arduino Uno, Due, Mega, ADK, Leo e Ethernet. Você pode até combinar placas controladoras separadas para obter ainda mais capacidades de controle. Elas podem ser empilhadas em até 3 níveis para controlar 3 unidades individualmente, como no exemplo acima. Se isso não for suficiente, você pode adicionar relés à equação para controlar até 6 unidades. Isso pode lidar com todos os nossos modelos em carga total com capacidade de 20 amperes. Os PLCs também têm feedback de corrente que pode monitorar a carga para agregar funcionalidades ao programa.
O microcontrolador Arduino
Esses microcontroladores têm diversos microprocessadores instalados para ajudar a conectar o atuador linear e o Arduino. Todas as placas contam com pinos e processos que, como mencionado antes, permitem acessar equipamentos digitais ou analógicos. Isso permite que interfiram com o máximo de outros circuitos possível. Os microcontroladores vêm pré-programados com um programa de carregamento específico. Isso garante um melhor controle do atuador linear com Arduino, pois simplifica o processo de adicionar programas que controlam o equipamento.
Todos os microprocessadores têm seu próprio sistema operacional e uma porta USB padronizada para mover aplicativos de um computador para o próprio microprocessador. As versões mais novas do processador vêm com tecnologia Bluetooth. Microprocessadores são processadores de computador muito pequenos que têm toda a potência de CPU de um computador carregada em um único circuito integrado para controlar o equipamento. Neste caso, ele é usado para controlar o atuador linear com Arduino. É um circuito multipropósito, ou uma coleção de circuitos, que usa dados binários para processar informações e produzir resultados.
Equipamento necessário para controlar um atuador linear com Arduino
Arduino é mais complexo do que o esperado. Em vez de simplesmente conectar um Motor aos pinos que estão na placa, os usuários precisam controlar a corrente de carga com muito cuidado. Existe a possibilidade de usar um drive de Motor ou uma ponte H (H-drive), mas, ao usar especificamente o controle de atuador linear com Arduino, há outras duas possibilidades a considerar. A primeira é usar um relé para controlar diretamente a Corrente que está entrando no próprio atuador. A segunda é criar um loop fechado usando um atuador de 12 V muito específico chamado atuador com Feedback. O atuador com Feedback funciona permitindo que o equipamento utilizado controle a posição da haste. O método de controle por placa de relés é mais simples e, portanto, provavelmente mais fácil para a maioria dos usuários de atuadores lineares. Desde que a própria placa de relés tenha relés SPDT, este guia simples é suficiente para criar um método de controle de um atuador linear usando um microprocessador Arduino.
O relé SPDT deve ter três contatos, a saber, Comum (COM), Normalmente Aberto (NO) e Normalmente Fechado (NC).
Os usuários precisarão de dois relés separados para o controle de atuador linear com Arduino, pois isso permite que o atuador inicie, pare e mude de direção. Os relés normalmente fechados são conectados a 12 V CC, enquanto os relés normalmente abertos são conectados a +12 V CC. Para dividir um fio em dois, use uma junção ou use um jumper escolhido especificamente. Os dois fios do atuador são conectados ao relé, dois por vez.
O processo
Os relés controlam como e para onde um atuador se move. Eles funcionam acionando eletroímãs pelos quais uma corrente pode ser controlada. Nos atuadores lineares Arduino, esse processo é seguido por uma chave sendo acionada para permitir que a corrente seja corretamente direcionada para o relé oposto. O sistema de relé de dois canais funciona melhor quando se trata de controle de atuador linear com Arduino.
Os relés devem ter pinos numerados até oito, dependendo do modelo, e todos exigem pelo menos 5 V de alimentação para funcionar corretamente. Conecte a fonte de alimentação ao relé e alinhe-a com os pinos VCC e GND. Conecte cada pino IN ao seu pino correspondente no Arduino. Isso garantirá que o relé funcione corretamente ao alimentar o atuador. Conectar os pinos corretamente é essencial neste caso, pois, se forem acoplados incorretamente, a alimentação alternará entre pinos, o que é diferente da configuração normal. É importante lembrar que a alimentação se conectará entre NC e COM se o pino IN não estiver conectado. Além disso, a alimentação se conectará entre os terminais NO e COM se o pino IN estiver conectado ao pino GND. No entanto, também é preciso lembrar que conectar diretamente ao pino IN significará que a alimentação também se conectará entre os pinos NC e COM. Nesse caso, o código para atuador linear com Arduino deve ser como o exemplo abaixo.
Quanto à programação do seu microcontrolador Arduino, incluímos um programa de varredura simples que mostra como estender e retrair um atuador linear em Velocidade máxima.
//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);
}
Conclusão
Os atuadores lineares estão se tornando mais prevalentes em vários setores e campos tecnológicos; por isso, cada vez mais tecnologias estão sendo construídas ao redor deles e de seu uso. O controle de atuadores lineares com Arduino é algo que muitas pessoas procuram devido ao nível de controle que oferece aos usuários de atuadores lineares. Microprocessadores são uma forma de combinar toda a parte de CPU de um computador em um único circuito ou em um grupo deles. Isso permite ao usuário conectar atuadores lineares a controles remotos, processadores e, de outro modo, ter maior controle sobre as formas como um atuador linear com Arduino se movimenta enquanto realiza o trabalho para o qual foi projetado.
Embora existam inúmeras maneiras de microcontroladores se conectarem a atuadores lineares para Arduino, o sistema de relé bidirecional descrito acima é um dos mais fáceis e convenientes. Ele oferece múltiplas formas de a energia chegar ao atuador e ao microprocessador, permitindo que ambos façam seu trabalho da maneira mais correta e eficiente possível.
Não deixe de conferir nossa seleção variada de PLCs e sistemas de controle. Também fazemos programação personalizada para nossos controladores se você tiver um método de controle muito específico em mente.