Ako používať naše lineárne aktuátory s Arduinom a MegaMotom

Mikrokontroléry Arduino sú ideálne na ovládanie lineárneho aktuátora Progressive Automations. Ako väčšina mikrokontrolérov, aj on má obmedzenia prúdu na vstupných/výstupných pinoch. Ak sa tieto obmedzenia prekročia, môže to spôsobiť okamžité a trvalé poškodenie Arduina, najmä pri prevádzke výkonného priemyselného lineárneho aktuátora. Dokonca aj mikro alebo mini lineárny aktuátor môže byť na priame napájanie z Arduina príliš náročný.

Riešením je použiť rozširujúci štít na riadenie motora MegaMoto s Arduino (MegaMoto Plus H-mostík alebo ovládač MegaMoto GT). Tieto štíty vám umožnia napájať lineárny aktuátor samostatne bez obáv z „magického dymu“ z Arduina. Tiež umožnia spúšťať pohyby dopredu a dozadu signálom z Arduina.

Pozrime sa, čo MegaMoto ponúka a ako ovládať lineárny aktuátor pomocou Arduina.

Ktorý model MegaMoto je vhodný pre váš projekt?

MegaMoto je štít, čo znamená, že ho môžete nasadiť priamo na Arduino bez potreby spájkovania ďalších vodičov. Táto vlastnosť zároveň umožňuje stohovať 3 modely Plus na seba a zaistiť obojsmerné riadenie 3 lineárnych aktuátorov alebo jednosmerné riadenie 6 lineárnych aktuátorov. Ak budete štíty stohovať, odporúčame použiť model Plus, keďže ventilátor modelu GT neumožňuje jednoduché stohovanie.

MegaMoto Plus prijíma vstupné napätie 5–28 V a dokáže dodať 20 A prúdu so špičkami 40 A. MegaMoto GT s pridaným ventilátorom a chladičmi akceptuje vstupné napätie 6–35 V a dokáže dodať 35 A prúdu so špičkami 50 A. Obe verzie sú vhodné, no podľa vašej aplikácie sa uistite, že zvolený lineárny aktuátor nemá pri plnom zaťažení prúd presahujúci maximálny prúd MegaMoto.

Čo budete potrebovať

Tu je zoznam vecí, ktoré budete potrebovať na začiatok implementácie MegaMoto:

• 1 x RobotPower MegaMoto – štít ovládača motora
• 1 x Arduino Mega
• 1 x PA-14-12-50 (používame snímač spätnej väzby v tomto lineárnom aktuátore, no môžete použiť akýkoľvek aktuátor, pokiaľ maximálny odber prúdu neprekročí maximálny prúd MegaMoto)
• 1 x PS-20-12 (alebo akýkoľvek napájací zdroj dimenzovaný na lineárny aktuátor, ktorý chcete použiť)
• 1 x Ultrazvukový senzor

Nový a vylepšený PA-01 mini aktuátor (upgrade z PA-14) je aktuálny model, ktorý ponúkame s viacerými výhodami. Pre porovnanie si pozrite tabuľky nižšie a upgradujte s istotou!

Krok 1: Zapojenie riadiacich pinov/napájania

Zapojenie na ovládanie lineárnych aktuátorov pomocou Arduina je pomerne jednoduché a možno ho rozdeliť na tri hlavné časti, a to pripojenie MegaMoto k Arduinu, MegaMoto k napájaciemu zdroju a MegaMoto k lineárnemu aktuátoru. Voliteľným krokom je pridať ultrazvukový senzor, ktorý spustí pohyb lineárneho aktuátora dopredu a dozadu. Ak sa rozhodnete ultrazvukový senzor nepoužiť, budete musieť pre tento projekt upraviť kód Arduina pre lineárny aktuátor.

MegaMoto k Arduinu

Nevyžaduje žiadne dodatočné zapojenie. Stačí zarovnať piny MegaMoto s pinmi Arduina.

MegaMoto k napájaciemu zdroju

• MegaMoto + to V+
• MegaMoto - to V-

Aktuátor (6-pinový konektor) k Arduinu/MegaMoto

• Motor+ to MegaMoto A
• Motor- k MegaMoto B 

Ultrazvukový senzor k Arduinu/Megamoto

• VCC to 5V
• GND to GND
• Trig to Pin 35
• Echo to Pin 40

Piny senzora majú na sebe 2 prepojky. Jedna prepojka (vertikálna), spájajúca A2/A3, sa používa na prepojenie snímačov prúdu oboch polovíc H-mostíka. Pri aplikáciách s vysokým prúdom (10 A+) sa odporúča nechať prepojku zapojenú, aby sa zabránilo prechodu príliš veľkého prúdu cez snímače a predĺžila sa ich životnosť.

Krok 2: Programovanie Arduina

MegaMoto prijíma príkazy z Arduina na spustenie obvodu H-mostíka a dodanie napájania lineárnemu aktuátoru. Ďalší príkaz z Arduina môže H-mostík prepnúť a zmeniť smer pohybu lineárneho aktuátora.

Pripojte Arduino cez USB k notebooku/počítaču a pomocou Arduino IDE nahrajte nižšie uvedený kód pre lineárny aktuátor. Uistite sa, že máte v IDE zvolenú správnu dosku a port COM.

Kód nájdete tu

Ultrazvukový senzor vysiela ultrazvukový ping, ktorý je spustený jedným z pinov na Arduine. Tento ping sa následne odrazí od objektu a prijímač ho deteguje. Keď prijímač ping zachytí, odošle pulz do Arduina. Rovnica v kóde dokáže určiť, ako ďaleko sa objekt nachádza.

Ak je objekt vo zvolenej vzdialenosti, Arduino možno naprogramovať tak, aby sa podľa potreby vysúval alebo zasúval. Keďže väčšina našich aktuátorov má interné koncové spínače, aktuátor sa na každom konci automaticky zastaví, aj keď MegaMoto naďalej dodáva napájanie, pretože ho koncový spínač odpojí.

Krok 3: Úprava kódu

Kód pre lineárny aktuátor v Arduine možno upravovať rôznymi spôsobmi v závislosti od zamýšľanej aplikácie. Môžete napríklad použiť lineárny aktuátor Progressive Automations bez snímača Hallovho efektu alebo ultrazvukového senzora. MegaMoto môžete spúšťať Arduinom v naprogramovaných intervaloch alebo pomocou tlačidla pripojeného k Arduinu.

V takom prípade môžete zakomentovať riadky kódu súvisiace s ultrazvukovým senzorom a snímačom Hallovho efektu. PWMA/B budú ovládať vysúvanie/zasúvanie podľa toho, ako pripojíte aktuátor na svorky MegaMoto A/B.

Rýchlosť motora možno riadiť pomocou príkazu analogWrite na príslušnom pine, čím sa vytvorí signál PWM. Rýchlosti môžu byť medzi 0–255, čo dáva motoru 0–100 % napätia z napájacieho zdroja.

Ďalší nápad pre kód lineárneho aktuátora v Arduine je nastaviť limity prúdu, ktoré vypnú MegaMoto, keď prúd prekročí prahovú hodnotu, no vyžaduje to prepočet surového prúdu na skutočný prúd a nie je to 100 % presné.

Záver

Použitie MegaMoto s Arduinom je pohodlný spôsob, ako ovládať lineárny aktuátor Progressive Automations s vysokým prúdom pri plnom zaťažení. Navyše ponúka rýchly a plynulý spôsob riadenia pohybu aktuátora dopredu a dozadu. Teraz, keď viete, ako ovládať lineárny aktuátor pomocou Arduina, upravte kód podľa svojej aplikácie, no najprv začnite základmi a postupne pridávajte zložitejšie komponenty a kód, aby ste sa vyhli zdĺhavému odstraňovaniu chýb.

Ak máte otázky k tomuto článku alebo k niektorému z našich produktov, kontaktujte nás a radi pomôžeme!