Autonom styring af motorens omdrejningstal ved hjælp af feedback -system fra et IR -baseret omdrejningstæller: 5 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Der er altid et behov for at automatisere en proces, det være sig en enkel/monstrøs. Jeg fik ideen til at udføre dette projekt fra en simpel udfordring, jeg stod over for, mens jeg fandt metoder til at vande/skylle vores lille stykke jord. nuværende forsyningsledninger og dyre generatorer (til drift af vores pumpe) øgede vanskeligheden.

Så hvad vi besluttede at gøre er at anrette en metode, der ville være billig og let at bruge, selv af en arbejdstager. Vi besluttede at montere pumpen på vores gamle scooter (kørende tilstand) og køre den ved hjælp af akslen på scooterhjulet. fint og godt, vi lavede den mekaniske samling og remdrevet og testede det, og det var en succes.

Men et andet problem var, at når motoren kørte, skulle en person altid være i nærheden af scooteren for at overvåge omdrejningstallet og manuelt justere den ved hjælp af gas. Så dette projekt blev udført af os, så medarbejderen kan indstille det ønskede omdrejningstal, han ønsker at få motoren til at køre, og tage sig af andet arbejde på gården.

Opsætningen består af:

1. Et IR -baseret omdrejningstæller (til måling af omdrejningstal).
2. Et tastatur til indtastning af RPM.
3. Et LCD -display til visning af det overvågede omdrejningstal og det aktuelle omdrejningstal.
4. En trinmotor til at øge/reducere gashåndtaget.
5. Endelig en mikro-controller til at styre alle disse processer.

Trin 1: Arrangering af de nødvendige dele

Tidligere gav jeg bare overblikket over, hvad komponenterne ville være.

De nødvendige komponenter er:

1. En mikrokontroller (jeg brugte en Arduino Mega 2560).
2. En L293D motordriver IC (eller et breakout board vil gøre).
3. En 16 X 2 LCD -skærm.
4. En infrarød/nærhedssensor (modelnummeret er STL015V1.0_IR_Sensor)
5. En unipolar stepper motor (jeg brugte en 5-tråds stepper motor, 12 V).
6. Et 4 x 4 tastatur.
7. Par 220 ohm, 1000 ohm modstande.
8. Et 10k potentiometer.
9. Stikledninger, farvede ledninger, stripper.
10. Brødbrætter.
11. Et 12V batteri til at drive trinmotoren.
12. En 5V forsyning til strøm til Arduino.

Og det er alt hvad du behøver for at komme i gang, folkens!

Trin 2: Samlet procesforløb

Procesforløbet er som følger:

1. Opsætningen er slået til, og vent til kalibrering af alle enheder er udført.
2. Brugeren skal indtaste det nødvendige omdrejningstal pr. Tastatur.
3. Motorens homing finder sted. Dette gøres normalt, så et konstant referencepunkt dikteres til motoren, så når opsætningen tændes, er motorens startposition altid konstant og tages som referencepunkt.
4. Tænd motoren/enhver maskine, der skal dreje et hjul.
5. Målingen af omdrejningstallet finder sted, og den vises på LCD -skærmen.
6. Det er her, feedback -systemet kommer ind i billedet. Hvis det registrerede omdrejningstal er mindre end det ønskede omdrejningstal, træder trinmotoren, så det øger gashåndtaget
7. Hvis det registrerede omdrejningstal er mere end det ønskede omdrejningstal, træder trinmotoren, så det reducerer gashåndtaget.
8. Denne proces finder sted, indtil den ønskede omdrejningstal er nået, når stegeren forbliver stille.

9. Brugeren kan om nødvendigt slukke for systemet ved hjælp af en hovedafbryder.

Trin 3: Oprettelse af de nødvendige forbindelser

Tilslutninger til trinmotoren:

Da jeg bruger en 5-tråds steppermotor, er 4 tråde til strømforsyning af spolerne, og den anden er forbundet til jorden. Det er ikke altid nødvendigt, at rækkefølgen af de 4 ledninger, der kommer ud af motoren, er i samme rækkefølge få strøm til spolerne. Du skal manuelt finde ud af ordren ved hjælp af en multi-meter, medmindre det er eksplicit angivet, eller henvise til databladet til din motor. Disse 4 ledninger er forbundet til output fra L293D IC eller din motor driver.

2. Forbindelser til L293D IC:

Grunden til at du vil bruge en motordriver er fordi din 12V stepper motor ikke kan køre ordentligt på en 5V forsyning, og du ender med at stege dit arduino board til at pumpe forsyning til motoren. Pin diagrammet af IC kan findes på internettet, da det stort set er en standard switch IC. Stifterne og deres forbindelser er

• EN1, EN2: Aktiver (altid høj eller '1'), fordi den er en standard dekoder og typisk har et ekstra input kaldet Aktiver. Output genereres kun, når Aktiver input har værdi 1; ellers er alle output 0.
• Pin 4, 5, 12, 13: De er forbundet til jorden.
• Pin 2, 7, 10, 15: De er input-benene fra mikro-controlleren.
• Pin 3, 6, 11, 14: De er output -benene, der er forbundet til trinmotorens 4 ben.

3. Forbindelser til LCD'et:

LCD'et har 16 ben, hvor 8 er til dataoverførsel, og på de fleste gange kan du kun bruge 4 af de 8 ben. Forbindelserne er:

• Vss: jorden
• Vdd: + 5V
• Vo: til potentiometer (for at justere kontrast)
• RS: til digital pin 12 af arduino
• R/W: jord.
• E: til pin 11 på arduino.
• Datastifter 4, 5, 6, 7: til ben 5, 4, 3, 2 på henholdsvis arduino.
• LED +: Til + 5V med 220 ohm modstand.
• LED-: til jorden.

4. Tilslutninger til 4 X 4 -tastaturet:

Forbindelserne her er ret ligetil. Der kommer i alt 8 ben ud af tastaturet, og de går alle direkte til de digitale stifter af arduino. 4 er til kolonner, 4 er til rækker. Stifterne på arduino'erne er 46, 48, 50, 52, 38, 40, 42, 44.

5. grænseflade IR -sensor til arduino:

Dette trin er også ligetil, da der kun kommer 3 stifter ud af nærhedssensoren, +5V, output, jord. Outputstiften er givet til analog i Ao -pin på arduinoen.

Og det er alle mennesker, vi er meget færdige, og det næste trin er bare at uploade min kode, som jeg har vedhæftet den her!

Se venligst kredsløbsdiagrammet, jeg havde med ledningerne til alle komponenterne i ovenstående billede.

Trin 4: Mekanisk kobling af trinmotor til gas

Når elektronikdelen er færdig, kobler den næste del trinakslen til gashåndtaget.

Systemet er sådan, at når omdrejningstallet for motoren falder, træder trinmotoren til højre, skubber håndtaget fremad og stiger omdrejningstallet. På samme måde når RPM er for højt, træder det baglæns for at trække håndtaget bagud for at reducere RPM.

Videoen viser det.

Trin 5: Koden

Dens skrevne Arduino IDE folk.

Download også de nødvendige biblioteker til dette.

Tak skal du have.