Arduino 2-in-1 загвар галт тэрэгний хянагч: 4 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Дөчин жилийн өмнө би хэдэн найз нөхөддөө зориулан op-amp дээр суурилсан галт тэрэгний тохируулагчийг зохион бүтээсэн бөгөөд дараа нь дөрвөн жилийн өмнө би үүнийг PIC микроконтроллер ашиглан дахин бүтээсэн. Энэхүү Arduino төсөл нь PIC хувилбарыг дахин бүтээдэг боловч тохируулагч, тоормос, чиглэлийг хянах гарын авлагын унтраалгын оронд Bluetooth холболтыг ашиглах боломжийг нэмж өгдөг. Миний танилцуулж буй загвар нь 12 вольтын загварын төмөр замын моторт зориулагдсан боловч үүнийг DC моторын хяналтын бусад олон төрөлд хялбархан өөрчилж болно.

Алхам 1: Импульсийн өргөний модуляци (PWM)

ХБХ -ийг сайн мэдэхгүй хүмүүсийн хувьд энэ нь сонсогдож байгаа шиг аймшигтай биш юм. Моторын энгийн хяналтын програмын хувьд энэ нь үнэхээр тодорхой давтамжтай дөрвөлжин долгион үүсгэж, дараа нь үүргийн мөчлөгийг өөрчлөх явдал юм. Үүргийн мөчлөг нь долгионы хэлбэртэй харьцуулахад гаралт нь логик өндөр байх хугацааны харьцаа юм. Үүнийг 10% -ийн ажлын мөчлөгийн дээд долгионы хэлбэр, 50% -ийн ажлын мөчлөгийн дунд долгионы хэлбэр, 90% -ийн ажлын мөчлөгийн доод долгионы хэлбэртэй байгааг дээрх диаграмаас тодорхой харж болно. Долгионы хэлбэр бүрт давхардсан тасархай шугам нь моторын харсан тэнцүү тогтмол гүйдлийн хүчдэлийг илэрхийлнэ. Arduino нь ХОУХ -ны төхөөрөмжтэй болохыг харгалзан ийм төрлийн DC моторын удирдлагыг бий болгох нь үнэхээр энгийн зүйл юм. ХОУХ -ийг ашиглахын бас нэг давуу тал нь моторыг шууд DC ашиглах үед гарч болзошгүй эргэлтээс хамгаалахад тусалдаг. ХОУХ -ны нэг сул тал бол заримдаа ХБХ -ны давтамжтай мотороос дуу чимээ гарах явдал юм.

Алхам 2: Техник хангамж

Эхний зураг нь унтраалга ба LM298 хөдөлгүүрийн драйвер модулийн Arduino холболтыг харуулж байна. Arduino дотор сул татах эсэргүүцэл байдаг тул унтраалгыг татах эсэргүүцэл шаардлагагүй болно. Чиглэл солих нь энгийн SPST (ганц туйлтай ганц шидэлт) унтраалга юм. Тохируулагч ба тоормосны унтраалга нь ихэвчлэн нээлттэй, түр зуурын холбоо барих товчлуур хэлбэрээр харагддаг.

Хоёрдахь зураг нь Bluetooth модуль ба LM298 мотор драйвер модулийн Arduino холболтыг харуулж байна. Bluetooth TXD гаралт нь Arduino RX цуваа оролт руу шууд холбогддог.

Гурав дахь зураг бол L298N хос H-bridge модуль юм. LM298 модуль нь 5 вольтын зохицуулагчтай бөгөөд үүнийг холбогчоор идэвхжүүлж болно. Бидэнд Arduino болон Bluetooth -д +5 вольт хэрэгтэй боловч хөдөлгүүрийг жолоодохын тулд +12 вольтыг хүсч байна. Энэ тохиолдолд бид +12 вольтыг L298N -ийн " +12V хүчдэл" оролтод хэрэглэвэл "5V идэвхжүүлэх" холбогчийг байрандаа үлдээх болно. Энэ нь 5 вольтын зохицуулагчийг модуль дээрх "+5 хүч" холболтод гаргах боломжийг олгодог. Үүнийг Arduino болон Bluetooth -тэй холбоно уу. +12 оролт ба +5 гаралтын газардуулгын утсыг "цахилгаан GND" модульд холбохоо бүү мартаарай.

Хөдөлгүүрийн гаралтын хүчдэл нь Arduino -ийн үүсгэсэн ХОУХ -ээс хамаарч өөр өөр байхыг хүсч байна. Үүнийг хийхийн тулд бид "ENA" ба "ENB" холбогчийг арилгаж, Arduino PWM гаралтыг модулийн "ENA" руу холбоно. Бодит идэвхжүүлэх зүү нь самбарын ирмэг дээр хамгийн ойрхон байдаг гэдгийг санаарай ("оролтын" зүүний хажууд). Идэвхжүүлэх бүрийн арын зүү нь +5 вольт тул бид үүнд холбогдоогүй байгаа эсэхийг шалгахыг хүсч байна.

Модуль дээрх "IN1" ба "IN2" тээглүүрүүд нь холбогдох Arduino зүүтэй холбогдсон байна. Эдгээр тээглүүрүүд нь моторын чиглэлийг хянадаг бөгөөд тийм ээ, Arduino -ийг модуль руу залгахын оронд тэдгээрийг удирдах боломжийг олгох сайн шалтгаан бий. Яагаад гэдгийг програм хангамжийн хэлэлцүүлгээс харах болно.

Алхам 3: Bluetooth модуль

Энд үзүүлсэн зураг нь боломжтой Bluetooth модулиудын ердийн зураг юм. Худалдан авах зүйл хайж байхдаа "HC-05" ба HC-06 "гэсэн нэр томъёог хайж болно. Энэ хоёрын ялгаа нь програм хангамж дээр байдаг бөгөөд ихэвчлэн самбар дээрх тээглүүрийн тоонд байдаг. Дээрх зураг нь HC-06 модулийнх бөгөөд зөвхөн маш энгийн тохиргоог хийх боломжтой хялбаршуулсан програм хангамжийн хамт ирдэг. Үүнийг зөвхөн "Боол" гэсэн Bluetooth төхөөрөмж болгон тохируулсан болно. Энгийнээр хэлэхэд энэ нь зөвхөн "Мастер" төхөөрөмжийн тушаалд хариу өгөх боломжтой бөгөөд дангаараа тушаал өгөх боломжгүй гэсэн үг юм. HC-05 модулийг илүү тохируулах боломжтой бөгөөд үүнийг "Мастер" эсвэл "Боол" төхөөрөмж болгон тохируулж болно. HC-05 нь ихэвчлэн HC-06 дээр үзүүлсэн дөрвөн ширхэгийн оронд зургаан голтой байдаг. Улсын зүү нь тийм ч чухал биш боловч хэрэв та ямар нэгэн тохиргоо хийхийг хүсч байвал түлхүүрийн пин (заримдаа "EN" гэх мэт өөр нэрээр нэрлэгддэг) шаардлагатай болно. Ерөнхийдөө, хэрэв та 9600 өгөгдөл дамжуулах хурдтай байгаа бөгөөд модульд тодорхой нэр өгөхийг хүсэхгүй байгаа бол модульд ямар ч тохиргоо хийх шаардлагагүй болно. Надад эдгээрийг ашигладаг хэд хэдэн төсөл байгаа тул тэдгээрийг нэрлэх дуртай.

Bluetooth модулийг тохируулахын тулд та RS-232 цуваа порт эсвэл USB порт руу интерфэйс худалдаж авах эсвэл бүтээхийг шаарддаг. Би энэ нийтлэлд хэрхэн яаж бүтээх талаар тайлбарлахгүй, гэхдээ та вэб дээрээс мэдээлэл олж авах боломжтой байх ёстой. Эсвэл зүгээр л интерфэйс худалдаж аваарай. Тохиргооны командууд нь AT модыг хуучин телефон утасны модемтой адил ашигладаг. Би энд модулийн төрөл тус бүрийн AT командыг агуулсан хэрэглэгчийн гарын авлагыг хавсаргав. Анхаарах нэг зүйл бол HC-06 нь UPPERCASE командыг шаарддаг бөгөөд командын мөр 1 секундын дотор дуусах ёстой. Энэ нь дамжуулах хурдыг өөрчлөх гэх мэт зарим урт мөрүүдийг терминалын програм дээрээ хайчилж, эсвэл текст файлуудыг илгээхээр тохируулах шаардлагатай болно гэсэн үг юм. UPPERCASE шаардлага нь зөвхөн тохиргооны команд илгээх гэж байгаа тохиолдолд л хийгддэг. Тогтмол харилцааны горим нь 8 битийн өгөгдлийг хүлээн авах боломжтой.

Алхам 4: Програм хангамж

Програм хангамж нь гарын авлага болон Bluetooth хувилбарын аль алинд нь маш энгийн. Bluetooth хувилбарыг сонгохын тулд "#define BT_Ctrl" гэсэн тайлбарыг тайлах хэрэгтэй.

Би PIC кодыг бичихдээ ХОУХ-ны давтамжийг туршиж үзээд эцэст нь 500 Гц дээр тогтов. Хэрэв давтамж хэт өндөр байвал LM298N модуль нь импульсэд хангалттай хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх чадваргүй болохыг олж мэдсэн. Энэ нь хүчдэлийн гаралт шугаман биш бөгөөд том үсрэлт хийх боломжтой гэсэн үг юм. Arduino -д PWM командууд байдаг боловч тэдгээр нь зөвхөн ажлын мөчлөгийг өөрчлөх боломжийг олгодог бөгөөд давтамжийг биш юм. Аз болоход, давтамж нь ойролцоогоор 490 Гц бөгөөд энэ нь миний PIC дээр ашигласан 500 Гц-тэй ойролцоо байна.

Галт тэрэгний тохируулагчийн нэг "онцлог" бол жинхэнэ галт тэрэг хэрхэн ажилладагийг дуурайхын тулд хурдасгах, тоормослох хөдөлгөөнийг мэдрэх явдал юм. Үүнийг хийхийн тулд програм хангамжийн гарын авлагын хувилбарын гогцоонд энгийн цагийн хоцролтыг оруулсан болно. Үзүүлсэн утгын хувьд 0 -ээс 12 вольт эсвэл 12 вольтоос тэг рүү буцахад ойролцоогоор 13 секунд шаардагдана. Саатлыг урт эсвэл богино хугацаанд хялбархан өөрчилж болно. Импульс хүчин төгөлдөр болоогүй цорын ганц тохиолдол бол Чиглэл шилжүүлэгчийг солих явдал юм. Хамгаалалтын зорилгоор ХОУХ -ны үүргийн мөчлөгийг энэ унтраалга солигдох бүрд 0% болгож тохируулна. Энэ нь үнэндээ чиглэлийг өөрчлөх нь яаралтай тоормосны үүргийг давхар гүйцэтгэдэг.

Чиглэл шилжүүлэгчтэй шууд ажиллахыг баталгаажуулахын тулд би түүний кодыг тасалдал зохицуулагч руу оруулав. Энэ нь мөн "өөрчлөлтийг тасалдуулах" функцийг ашиглах боломжийг бидэнд олгодог бөгөөд ингэснээр өөрчлөлт нь багаас өндөр рүү эсвэл өндөрөөс доогуур байх нь хамаагүй.

Програм хангамжийн Bluetooth хувилбар нь Forward, Reverse, Brake, Throttle функцуудыг эхлүүлэхийн тулд ганц үсгийн тушаалыг ашигладаг. Үнэн хэрэгтээ хүлээн авсан командууд гарын авлагын унтраалгыг сольж байгаа боловч ижил хариу үйлдэл үзүүлдэг. Миний Bluetooth хяналтанд ашигладаг програмыг Next Prototypes "Bluetooth цуваа хянагч" гэж нэрлэдэг. Энэ нь танд виртуал товчлуурыг тохируулах, түлхүүр бүрийн хувьд өөрийн тушаалын мөр, нэрийг тохируулах боломжийг олгодог. Энэ нь танд давталтын хурдыг тохируулах боломжийг олгодог тул би тоормос ба тохируулагч товчлуурыг 50 секунд болгож 14 секундын эрч хүч өгөх болно. Би Forward and Reverse товчлуурын давтах функцийг идэвхгүй болгосон.

Энэ нийтлэлд зориулагдсан болно. Миний бусад зааврыг үзээрэй. Хэрэв та PIC микроконтроллерийн төслүүдийг сонирхож байгаа бол миний вэбсайтыг www.boomerrules.wordpress.com дээрээс үзээрэй