Bagaimana Anda Mengontrol Aktuator Linear dengan Arduino?

Apa itu Arduino?

Arduino adalah platform prototyping elektronik open source berdasarkan perangkat keras dan perangkat lunak yang fleksibel dan mudah digunakan. Ini ditujukan untuk proyek DIY, seniman, desainer, hobi, dan siapa pun yang tertarik untuk membuat proyek interaktif. Arduinos adalah papan mikrokontroler yang berisi semua yang Anda butuhkan untuk dengan mudah berinteraksi dengan mikrokontroler. Mikrokontroler seperti komputer mini untuk sistem tertanam dan jenis mikrokontroler yang disertakan akan tergantung pada gaya Arduino. Arduino berkisar dari yang lebih besar Arduino mega ke ukuran menengah Arduino uno ke yang lebih kecil Arduino Pro Mini. Papan ukuran yang berbeda akan memberikan peningkatan jumlah pin I/O dan fitur tambahan dan papan yang paling populer adalah UNO. Arduino juga menyediakan open source gratis untuk menggunakan IDE untuk memprogram mikrokontroler Anda. IDE Arduino menggunakan bahasa pemrograman yang mudah dipahami dan karena popularitas Arduino, Anda dapat menemukan banyak contoh bermanfaat secara online untuk membantu Anda mengkode aplikasi spesifik Anda. Jika ini adalah proyek Arduino pertama Anda, Kit Arduino Akan memberi Anda semua yang Anda butuhkan dari kabel jumper hingga sensor ke relay dan termasuk Arduino Uno untuk membantu Anda memulai.

Bagaimana Anda mengontrol aktuator linier dengan Arduino?

Mengapa menggunakan Arduino untuk mengontrol aktuator linier?

Salah satu keunggulan terbesar menggunakan Arduino, atau mikrokontroler apa pun dalam hal ini, untuk mengontrol a aktuator linier adalah bahwa Anda memiliki kontrol yang lebih besar atas aktuator linier Anda. Mikrokontroler memungkinkan Anda menggunakan input yang lebih kompleks dari sensor atau perangkat lain untuk mengontrol aktuator linier Anda. Mereka memungkinkan Anda untuk membentuk perhitungan waktu nyata untuk memposisikan Anda aktuator Dalam posisi yang ideal atau mengimplementasikan timer untuk mengotomatisasi perubahan posisi aktuator Anda. Mikrokontroler juga dapat menerima umpan balik dari aktuator Anda untuk memberikan posisi yang lebih tepat dan kontrol kecepatan serta kontrol lebih dari satu aktuator pada satu waktu. Sederhananya, mikrokontroler memberi Anda kontrol dan fleksibilitas yang lebih besar dan dengan desain Arduino yang mudah digunakan dan popularitas yang luas, tingkat kompleksitas tambahan sangat minim.

Mengontrol aktuator linier dengan Arduino

Anda tidak akan dapat secara langsung menghubungkan aktuator linier Anda ke Arduino seperti yang Anda bisa dengan sakelar karena tegangan operasi Arduino hanya 5V dan memiliki batas arus yang sangat kecil. Anda harus menggunakan komponen menengah untuk mengontrol aktuator linier yang dapat dilakukan menggunakan relay atau driver motor.

Relay

Seperti yang dibahas Di Sini, relay adalah sakelar elektromagnetik yang dikendalikan dengan memberi energi dan menghilangkan energi koil untuk membuka dan menutup sakelar. Arduino dapat digunakan untuk mengontrol relai dengan memberi energi dan menghilangkan energi koil menggunakan satu pin I/O. Bergantung pada jenis relai yang Anda gunakan akan mengubah berapa banyak kontrol yang Anda miliki atas aktuator linier Anda, tetapi berinteraksi dengan Arduino cukup lurus ke depan, cukup energi koil dengan pin I/O. Anda harus memastikan bahwa tegangan pengenal koil berada di sekitar tegangan operasi Arduino (5V) atau Arduino tidak akan dapat memberi energi cukup koil untuk menyebabkan sakelar ditutup.

SPDT Relay dikendalikan dengan Arduino

Di atas adalah contoh interfacing Arduino dengan konfigurasi relai dua SPDT. Dalam konfigurasi ini, yang dijelaskan di sini, kedua relay digunakan untuk membalik polaritas tegangan ke aktuator linier serta memutuskan daya ke aktuator. Dalam contoh kode ditunjukkan di bawah ini, Arduino akan memberi energi pada relai atas untuk memperpanjang aktuator selama 2 detik dengan mengatur pin 7 ke rendah, kemudian hentikan aktuator selama 2 detik dengan de-energisasi relai atas dengan mengatur kedua pin ke tinggi. Untuk menarik kembali aktuator, Arduino akan memberi energi pada relai kedua selama 2 detik dengan mengatur pin 8 ke rendah, lalu hentikan aktuator selama 2 detik dengan mengatur semua pin ke tinggi. Karena kode ini ada di bagian loop program, Arduino akan terus mengulangi kode ini berulang -ulang. Jelas, Anda dapat menerapkan solusi pengkodean yang lebih elegan untuk aplikasi Anda, tetapi jika Anda mencari lebih banyak kontrol, Anda ingin menggunakan driver motor.

https://gist.github.com/OMikeGray/6bf644b6cda85bfe8c898ccd44ec6d78

Pengemudi motor

A pengemudi motor adalah desain sirkuit terintegrasi khusus untuk mengontrol motor DC, yang mendorong aktuator linier DC. Pengemudi motor biasanya memanfaatkan jembatan-H untuk memungkinkan kontrol arah dan kecepatan. Cara menghubungkan Arduino Anda dengan tepat ke driver motor Anda akan tergantung pada driver motor yang tepat tetapi akan membutuhkan setidaknya dua pin I/O untuk melakukannya dan salah satunya akan menjadi sinyal PWM. PWM atau modulasi lebar pulsa adalah metode yang memvariasikan sinyal antara nilai ON dan OFF untuk secara efektif memasok tegangan operasi yang lebih rendah. Driver motor kemudian dapat menggunakan sinyal ini untuk menyesuaikan kecepatan di mana motor berjalan.

Arduino mengendalikan pengemudi motor 

Di atas adalah contoh dari kita Penggerak motor DC saat ini dihubungkan dengan Arduino. Untuk pengemudi motor ini, Anda diharuskan mengirim dua sinyal PWM, satu untuk memperpanjang aktuator dan yang lainnya untuk ditarik kembali. PWM diberikan sebagai byte yang tidak ditandatangani yang berarti berkisar dari 0, tidak ada tegangan, hingga 255, tegangan maks (5V), yang akan sebanding dengan kecepatan motor. Karena PWM bukan nilai biner, kita perlu menggunakan pin PWM Arduino dan menggunakan fungsi penulisan analog, seperti yang terlihat pada contoh di bawah ini. Pin PWM akan ditunjukkan pada Arduino dengan ~ atau hanya diberi label sebagai pin PWM.

https://gist.github.com/OMikeGray/c4e0196704a4d62db5507ad8297708f4

Dalam contoh kode di atas, Arduino akan memperpanjang aktuator dengan kecepatan penuh selama dua detik dengan mengirimkan driver motor 5V penuh dari pin 10 ke pin LPWM pada driver motor. Kemudian Arduino menghentikan aktuator dengan tidak mengirim sinyal ke pin input driver motor. Arduino kemudian menarik kembali aktuator dengan kecepatan setengah dengan mengirim sinyal driver motor yang setengah dan setengah dari pin 11 ke pin rpwm pada driver motor. Kemudian hentikan aktuator lagi. Karena kode ini ada di bagian loop program, Arduino akan terus mengulangi kode ini berulang -ulang. Sekali lagi, Anda dapat menerapkan solusi pengkodean yang lebih elegan yang sesuai dengan aplikasi Anda, terutama jika Anda menambahkan input untuk mengontrol aktuator Anda. 

Menambahkan input

Setelah Anda dapat mengontrol aktuator Anda dengan Arduino, Anda kemudian dapat menerapkan input ke Arduino untuk otomatisasi dan kontrol yang lebih besar. Input ini bisa sakelar, berbagai sensor, atau bahkan umpan balik dari aktuator itu sendiri. Karena ada berbagai opsi untuk input, cara mengimplementasikannya akan bervariasi tetapi ada beberapa poin umum yang harus Anda ketahui. Jika input memberikan input biner, seperti sakelar, Anda ingin menggunakan pin digital di Arduino, yang akan diberi label di papan atau di lembar data, dan memanfaatkan fungsi DigitalRead () di dalam Ide Arduino. Jika perangkat input Anda menyediakan sinyal analog, Anda harus menggunakan pin analog, yang akan diberi label di papan atau di lembar data, dan memanfaatkan fungsi analogread ().


 

Share This Article
Tags:

Need Help Finding the Right Actuator?

We precision engineer and manufacture our products so you get direct manufacturers pricing. We offer same day shipping and knowledgeable customer support. Try using our Actuator Calculator to get help picking the right actuator for your application.