Prepojenie jednosmerného motora na mikrokontrolér je veľmi dôležitým konceptom v mnohých priemyselných a robotických aplikáciách. Prepojením jednosmerného motora s mikrokontrolérom môžeme riadiť smer motora, regulovať rýchlosť motora. Tento článok vás popisuje, Regulácia otáčok jednosmerného motora pomocou mikrokontroléra 8051 pomocou ovládača Bluetooth Android. Bloková schéma je uvedená nižšie.
Bloková schéma riadenia rýchlosti jednosmerného motora pomocou aplikácie pre Android
Ovládanie rýchlosti DC motora pomocou aplikácie pre Android
Ovládanie rýchlosti jednosmerného motora pomocou mobilného zariadenia so systémom Android má mnoho aplikácií ako priemyselné aplikácie, eskalátory, výťahy, robotické aplikácie a aplikácie bezpečnostných systémov. Používateľ si musí do svojho smartphonu s Androidom nainštalovať aplikáciu pre Android.
Užívateľ môže posielať pokyny na riadenie rýchlosti jednosmerného motora. Bezdrôtová komunikácia Bluetooth sa používa na zasielanie príkazov používateľovi a ovládaču. Hlavnými hardvérovými komponentmi obvodu sú mikrokontrolér 8051, ovládač motora L293D IC, jednosmerný motor, modul Bluetooth a smartphone so systémom Android.
Viac informácií nájdete na tomto odkaze 8051 História a základy mikrokontroléra
Maximálny výstupný prúd kolíka mikrokontroléra je 15 mA pri 5 V, ale nespôsobuje to funkciu jednosmerného motora a dokonca aj spätný EMF (elektromotorická sila), ktorý je produkovaný motorom, môže mikrokontroléru uškodiť.
Preto nie je hodné prepojiť jednosmerný motor priamo s mikrokontrolérom. Takže obvod vodiča motora (L293D IC) je zvyknutý rozhranie jednosmerného motora a mikrokontroléra .
Ovládač motora (L293D)
L293D je dvojitý integrovaný obvod vodiča mosta H-mostíka (IC). Budiče motora fungujú ako prúdové zosilňovače, pretože berú riadiaci signál nízkeho prúdu a poskytujú signál vyššieho prúdu. Tento signál s vyšším prúdom sa používa na pohon motorov. L293D obsahuje dva zabudované budiace obvody H-mostíka . V bežnom prevádzkovom režime môžu byť súčasne poháňané dva jednosmerné motory, a to v smere dopredu aj dozadu. Prevádzka motorov dvoch motorov môže byť riadená vstupnou logikou na pinoch 2 a 7 a 10 a 15.
Vstupná logika 00 alebo 11 zastaví príslušný motor. Logika 01 a 10 ju budú otáčať v smere hodinových ručičiek a proti smeru hodinových ručičiek. Uvoľňovacie piny 1 a 9 (zodpovedajúce dvom motorom) musia byť vysoké, aby mohli motory začať pracovať. Keď je vstup povolenia vysoký, pridružený ovládač sa povolí.
Výsledkom je, že výstupy sa stanú aktívnymi a pracujú so svojimi vstupmi vo fáze. Podobne, keď je vstup povolenia nízky, tento ovládač je deaktivovaný a ich výstupy sú vypnuté a v stave vysokej impedancie. Schéma pinov a vnútorná štruktúra integrovaného obvodu L293D sú uvedené nižšie.
Kolíkový diagram a vnútorná štruktúra integrovaného obvodu L293D
Čo je to Android?
The Operačný systém Android funguje na báze Linuxu a je určený predovšetkým pre mobilné zariadenia s dotykovou obrazovkou, ako sú inteligentné telefóny a tablety. Jedným z najbežnejšie používaných mobilných operačných systémov súčasnosti je Android. Android je softvér, ktorý bol založený v kalifornskom Palo Alto v roku 2003.
Android Mobile
Android je výkonný operačný systém a podporuje veľké množstvo aplikácií v smartfónoch. Tieto aplikácie sú pre používateľov pohodlnejšie a pokročilejšie. Hardvér, ktorý podporuje softvér pre Android, je založený na ARM architektúrna platforma .
Android je otvorený operačný systém, ktorý znamená, že je zadarmo a môže ho používať ktokoľvek. Android má k dispozícii milióny aplikácií, ktoré vám môžu pomôcť zvládnuť váš život tak či onak, a na trhu je k dispozícii za nízku cenu, a preto je Android veľmi populárny.
Schematický diagram Vysvetlenie riadenia otáčok jednosmerného motora
Schematický diagram obvodu riadenia otáčok jednosmerného motora a vysvetlenie činnosti je uvedené nižšie.
Schematický diagram
Obvod využíva štandardné napájanie pozostávajúce z krokového transformátora od 230 V do 12V a 4 diód tvoriacich mostíkový usmerňovač, ktorý dodáva pulzujúci jednosmerný prúd, ktorý je potom filtrovaný pomocou elektrolytický kondenzátor asi 470 uF až 1 000 uF.
Filtrovaný dc je neregulovaný, IC LM7805 sa používa na získanie konštanty 5V DC na svojom kolíku č. 3. Regulovaných 5V DC sa ďalej filtruje malým elektrolytickým kondenzátorom 10 uF pre akýkoľvek šum generovaný obvodom.
Riadiaci signál zo zariadenia s Androidom sa odošle cez Bluetooth. Tento signál bude komunikovaný s mikrokontrolérom pomocou vysielača a prijímača oboch zariadení. Tento signál bude označený jedným písmenom, ktoré riadi rýchlosť a smer motora.
Ako ovládať rýchlosť jednosmerného motora? V tomto projekte je hlavným princípom fungovania impulz PWM generovaný z programovaného mikrokontroléra, ktorý umožňuje kolíku 1 L293D zvýšiť a znížiť pracovný cyklus impulzov. Tieto pracovné impulzy môžu viesť k poháňaniu jednosmerného motora správnym smerom so špecifickými otáčkami.
Pulzná šírková modulácia
Pulzná šírková modulácia sa dosahuje z výstupu mikrokontroléra, ktorý je náležite naprogramovaný na prijímanie údajov takto prijatých zariadením Bluetooth s rozhraním. Jeden modul Bluetooth je riadne prepojený s mikrokontrolérom pre obojsmerný tok dát, zatiaľ čo program je vykonávaný na vývoj impulzov PWM.
Aplikácia pre Android z ľubovoľného inteligentného telefónu komunikuje cez zabudovanú technológiu Bluetooth telefónu s modulom Bluetooth, ktorý je pripojený k mikrokontroléru pre požadované činnosti. Pracovný cyklus modulácie šírky impulzu je uvedený nižšie.
Pracovný cyklus PWM
Dotykové tlačidlo hore na inteligentnom telefóne, na ktorom je spustený program Android, sa používa na zvýšenie časového cyklu PWM, zatiaľ čo dolné tlačidlo na zníženie pracovného cyklu.
Aplikácia pre Android pre riadenie otáčok jednosmerného motora
The Jednosmerný motor beží cez IC vodiča L293D s premenlivým pracovným cyklom, ktorý umožňuje napájanie kolíka 1 L293D z mikrokontroléra na riadenie rýchlosti. Dátové kolíky LCD pripojené k mikrokontroléru na zobrazenie percenta rýchlosti, pri ktorej motor beží.
Preto je riadenie rýchlosti jednosmerného motora pomocou aplikácie pre Android nákladovo efektívnym, praktickým a najbezpečnejším spôsobom úspory energie. Na riadenie rýchlosti motora je možné použiť jednoduchú techniku PWM (Pulse Width Modulation). Jeho rýchlosť riadi pracovný cyklus vlny. Výmenou výstupných portov účinne zmení smer motora.
V prípade akýchkoľvek otázok týkajúcich sa tohto článku, prosím, poskytnite svoje cenné návrhy komentárom v sekcii komentárov nižšie. Tu je otázka, aké sú aplikácie rozhrania jednosmerného motora na mikrokontrolér?
