PA-18 Track Linear Actuator je náš najväčší aktuátor s pevnou dĺžkou a bežne sa používa v nábytkárstve na mieru, domácej automatizácii a robotike. Aktuátor môžete jednoducho ovládať pomocou dosky Arduino a tento článok ukáže, ako postaviť a naprogramovať lineárny aktuátor riadený Arduinom, ktorý ľahko prispôsobíte svojej aplikácii!
Required Hardware
Na Arduino-riadený lineárny aktuátor sú potrebné nasledujúce hardvérové súčiastky, ktoré si môžete zakúpiť v Progressive Automations:
- 1x PA-18 Track Linear Actuator
- 1x Arduino Uno
- 1x MegaMoto Plus H-bridge
- 1x 12VDC power supply
- 2x momentové tlačidlá
- Prepojovacie vodiče (jumper wires)
System Wiring
Aktuátor použitý v tomto zapojení vyžaduje vstupné napätie 12 V DC a pri plnom zaťažení až 8 A prúdu. Tieto hodnoty sú oveľa vyššie, než dokáže dodať mikrokontrolér Arduino, a z Arduina by mohol vyjsť „magický“ dym. Aby ste Arduino nepoškodili, používa sa MegaMoto Plus H-bridge. H‑mostík zvládne požiadavky na výkon a dá sa ním jednoducho ovládať aktuátor pomocou Arduina.
V tomto systéme sú prepojenia z Arduina do MegaMoto Plus H-bridge a na dve tlačidlá. Každé tlačidlo potrebuje jeden vstup, vybratý z dostupných GPIO pinov Arduina. H‑mostík má štyri pripojenia k Arduinu: tri výstupy a jeden vstup. Piny používané H‑mostíkom sú prednastavené a nedajú sa zmeniť.
Block Diagram
Bloková schéma nižšie stručne vysvetľuje požiadavky na napájanie a pripojenia. Arduino beží na 5 V napájaní a H‑mostík na 12 V. Ak používate dve samostatné napájania, je dôležité, aby mali spoločnú zem, aby ste sa vyhli situácii s plávajúcou zemou.
Arduino Commands
Na stolový počítač alebo notebook budete musieť nainštalovať Arduino IDE. Majte na pamäti, že zapojenie vášho systému ovplyvní kód pre Arduino. Preto je dôležité pripojenia dôkladne skontrolovať a porovnať ich so zadaným kódom.
Príkaz Arduino pinMode sa používa na definovanie pinov ako vstupov alebo výstupov. Na zmenu signálu, ktorý Arduino posiela na konkrétny pin, sa používajú príkazy digitalWrite a analogWrite. Navyše, príkazy digitalRead a analogRead sa používajú vtedy, keď Arduino potrebuje skontrolovať signál na konkrétnom pine.
V programe nižšie sa príkaz digitalWrite používa na povolenie alebo zakázanie H‑mostíka a na konfiguráciu pinov, ktoré sa používajú pre tlačidlá. Príkaz analogWrite slúži na nastavenie hodnoty PWM signálu v rozsahu 0 až 255 pre H‑mostík. Príkaz digitalRead kontroluje, či boli tlačidlá stlačené alebo uvoľnené. Príkaz analogRead sa používa na meranie odoberaného prúdu motorom aktuátora, čo potvrdí, keď je aktuátor na konci svojho zdvihu.
Arduino Code
Nasledujúca časť prechádza definíciami programu, nastavením, hlavnou slučkou a funkciami tlačidiel pre lineárny aktuátor riadený Arduinom. Je dôležité prechádzať kód riadok po riadku, aby ste pochopili, ako funguje. Toto pochopenie vám umožní vykonať úpravy podľa vašej aplikácie.
Program Definitions
Táto časť kódu je nastavenie pinových pripojení. Dvakrát si overte, že vaše pripojenia k doske Arduino korešpondujú s uvedenými číslami. Tieto hodnoty možno zmeniť podľa toho, či k Arduinu pripájate ďalšie komponenty, ktoré si môžu vyžiadať presun pinových pripojení.
Program Setup
Táto časť kódu konfiguruje pripojené piny ako vstup alebo výstup. Dve tlačidlá možno nastaviť na HIGH alebo LOW podľa toho, ako ste ich pripojili (pull‑up alebo pull‑down). Hoci má Arduino interné pull‑up rezistory, možno budete chcieť pridať externý rezistor na potlačenie zákmitov (debounce) spínačov a zabránenie falošnému spúšťaniu.
Main Loop
Hlavná slučka neustále kontroluje, či boli tlačidlá stlačené, a spúšťa konkrétnu časť kódu podľa výsledku funkcie tlačidla. Je zahrnutá časť stavového automatu, ktorá určuje, čo Arduino‑riadený lineárny aktuátor robí a ako má reagovať na vstupy (t. j. tlačidlá).
Pushbutton Functions
Tieto funkcie digitálne čítajú stav tlačidiel na ovládanie aktuátora pomocou Arduina. Každá funkcia tlačidla má v hlavnom príkaze if slučku na potlačenie zákmitov, aby sa zabránilo nežiaducemu spúšťaniu a odoslaniu nesprávneho signálu do Arduina. Výstupom týchto funkcií je logická (Boolean) hodnota. Napríklad ak je stlačené tlačidlo start, hodnota startButton sa zmení na true. Logická hodnota sa potom používa v hlavnej slučke na ďalšie rozhodovanie.
Final Words
Funkcionalita tohto systému presahuje to, čo je ukázané v tomto článku. Arduino mikrokontrolér a MegaMoto Plus H‑bridge možno použiť na implementáciu omnoho zložitejších riadiacich postupov. Toto zapojenie umožňuje reguláciu premennej rýchlosti využitím príkazu analogWrite na nastavenie PWM signálu. Prúd motora aktuátora možno monitorovať a využiť na snímanie zaťaženia s cieľom spúšťať ďalšie príkazy.
Okrem toho možno pripojiť ďalšie senzory pre pokročilý Arduino‑riadený lineárny aktuátor. Napríklad je možné pripojiť ultrazvukový senzor, ktorý spustí/zastaví motor, keď ste v určitej vzdialenosti, alebo môže aktivovať množstvo ďalších zaujímavých funkcií. Možnosti sú nekonečné. Ak však na Arduine dochádzajú piny, môžete siahnuť po inom modeli Arduino. Prípadne možno viac dosiek Arduino zapojiť do reťaze (daisy‑chain), aby medzi sebou a s rôznymi komponentmi komunikovali. Táto cesta si však vyžiada slušnú mieru programátorských skúseností.
Pre ďalšie informácie nám prosím napíšte na sales@progressiveautomations.com alebo nám zavolajte na 1-800-676-6123.