Arduino로 선형 액추에이터를 어떻게 제어합니까?

Arduino는 무엇입니까?

Arduino 유연하고 사용하기 쉬운 하드웨어 및 소프트웨어를 기반으로하는 오픈 소스 전자 프로토 타이핑 플랫폼입니다. DIY 프로젝트, 아티스트, 디자이너, 애호가 및 인터랙티브 프로젝트 제작에 관심이있는 모든 사람을위한 것입니다. Arduino는 마이크로 컨트롤러와 쉽게 인터페이스하는 데 필요한 모든 것을 포함하는 마이크로 컨트롤러 보드입니다. 마이크로 컨트롤러는 임베디드 시스템 용 미니 컴퓨터와 같으며 포함 된 마이크로 컨트롤러의 유형은 Arduino의 스타일에 따라 다릅니다. Arduino는 더 큰 범위에서 Arduino Mega 중형까지 Arduino Uno 더 작게 Arduino Pro Mini. 크기가 다른 보드는 점점 더 많은 I / O 핀과 추가 기능을 제공하며 이러한 보드 중 가장 인기있는 보드는 Uno입니다. 또한 Arduino는 IDE를 사용하여 마이크로 컨트롤러를 프로그래밍 할 수있는 무료 오픈 소스를 제공합니다. Arduino IDE는 이해하기 쉬운 프로그래밍 언어를 사용하며 Arduino의 인기로 인해 특정 애플리케이션에 대한 코딩에 도움이되는 많은 유용한 예제를 온라인에서 찾을 수 있습니다. 이것이 첫 번째 Arduino 프로젝트 인 경우 Arduino 키트 점퍼 케이블부터 센서, 릴레이에 이르기까지 필요한 모든 것을 제공하며 시작하는 데 도움이되는 Arduino Uno를 포함합니다.

Arduino로 선형 액추에이터를 어떻게 제어합니까?

Arduino를 사용하여 선형 액추에이터를 제어하는 ​​이유는 무엇입니까?

Arduino 또는 그 문제에 대한 마이크로 컨트롤러를 사용하는 가장 큰 장점 중 하나는 선형 액추에이터 선형 액추에이터를 더 잘 제어 할 수 있다는 것입니다. 마이크로 컨트롤러를 사용하면 센서 또는 기타 장치의 더 복잡한 입력을 사용하여 선형 액추에이터를 제어 할 수 있습니다. 실시간 계산을 수행하여 액추에이터를 이상적인 위치에 배치하거나 타이머를 구현하여 액추에이터의 위치 변경을 자동화 할 수 있습니다. 또한 마이크로 컨트롤러는 액추에이터의 피드백을 받아보다 정확한 위치 및 속도 제어를 제공 할뿐만 아니라 한 번에 둘 이상의 액추에이터를 제어 할 수 있습니다. 간단히 말해서 마이크로 컨트롤러는 더 큰 제어와 유연성을 제공하며 Arduino의 사용하기 쉬운 디자인과 폭 넓은 인기로 인해 추가 복잡성 수준이 최소화됩니다.

Arduino로 선형 액추에이터 제어

Arduino의 작동 전압이 5V에 불과하고 전류 제한이 매우 작기 때문에 스위치로 할 수있는 것처럼 선형 액추에이터를 Arduino에 직접 인터페이스 할 수 없습니다. 릴레이 또는 모터 드라이버를 사용하여 수행 할 수있는 선형 액추에이터를 제어하려면 중간 구성 요소를 사용해야합니다.

릴레이

논의 여기, 릴레이 코일에 전원을 공급하고 전원을 차단하여 스위치를 열고 닫음으로써 제어되는 전자기 스위치입니다. Arduino는 하나의 I / O 핀을 사용하여 코일에 전원을 공급 및 차단함으로써 릴레이를 제어하는 ​​데 사용할 수 있습니다. 사용하는 릴레이 유형에 따라 선형 액추에이터에 대한 제어 수준이 변경되지만 Arduino와의 인터페이스는 매우 간단합니다. I / O 핀으로 코일에 전원을 공급하면됩니다. 코일의 정격 전압이 Arduino의 작동 전압 (5V) 근처인지 확인해야합니다. 그렇지 않으면 Arduino가 스위치를 닫을만큼 코일에 전원을 공급할 수 없습니다.

Arduino로 제어되는 SPDT 릴레이

위는 두 개의 SPDT 릴레이 구성과 인터페이스하는 Arduino의 예입니다. 여기에 설명 된이 구성에서 두 개의 릴레이는 전압의 극성을 선형 액추에이터로 전환하고 액추에이터의 전원을 차단하는 데 사용됩니다. 아래에 표시된 코드 예제에서 Arduino는 핀 7을 로우로 설정하여 액추에이터를 2 초 동안 연장하도록 상단 릴레이에 전원을 공급 한 다음 두 핀을 모두 하이로 설정하여 상단 릴레이의 전원을 차단하여 2 초 동안 액추에이터를 중지합니다. 액추에이터를 철회하기 위해 Arduino는 핀 8을 로우로 설정하여 2 초 동안 두 번째 릴레이에 전원을 공급 한 다음 모든 핀을 다시 하이로 설정하여 2 초 동안 액추에이터를 중지합니다. 이 코드는 프로그램의 루프 섹션에 있으므로 Arduino는이 코드를 계속해서 반복합니다. 당연히 응용 프로그램에 대해 더 우아한 코딩 솔루션을 구현할 수 있지만 더 많은 제어를 원하면 모터 드라이버를 사용하는 것이 좋습니다.

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

모터 드라이버

모터 드라이버 DC 선형 액추에이터를 구동하는 DC 모터를 제어하기위한 집적 회로 설계입니다. 모터 드라이버는 일반적으로 방향 및 속도 제어를 모두 허용하기 위해 H- 브리지를 사용합니다. Arduino를 모터 드라이버에 정확히 연결하는 방법은 정확한 모터 드라이버에 따라 다르지만이를 수행하려면 최소 2 개의 I / O 핀이 필요하며 그중 하나는 PWM 신호입니다. PWM 또는 펄스 폭 변조는 작동 전압보다 낮은 전압을 효과적으로 공급하기 위해 on과 off 값 사이에서 신호를 변화시키는 방법입니다. 그러면 모터 드라이버는이 신호를 사용하여 모터가 작동하는 속도를 조정할 수 있습니다.

모터 드라이버를 제어하는 ​​Arduino 

위는 우리의 예입니다 고전류 DC 모터 드라이브 Arduino와 인터페이스됩니다. 이 모터 드라이버의 경우 두 개의 PWM 신호를 보내야합니다. 하나는 액추에이터를 확장하고 다른 하나는 후퇴합니다. PWM은 부호없는 바이트로 제공되며 이는 0 (전압 없음)에서 255 (최대 전압 (5V))까지의 범위를 의미하며 모터의 속도에 비례합니다. PWM은 바이너리 값이 아니기 때문에 아래 예제와 같이 Arduino의 PWM 핀을 사용하고 아날로그 쓰기 기능을 사용해야합니다. PWM 핀은 Arduino에 ~로 표시되거나 간단히 PWM 핀으로 표시됩니다.

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

위의 코드 예제에서 Arduino는 모터 드라이버를 핀 10의 전체 5V를 모터 드라이버의 LPWM 핀으로 전송하여 2 초 동안 최대 속도로 액추에이터를 확장합니다. 그런 다음 Arduino는 모터 드라이버의 입력 핀에 신호를 보내지 않고 액추에이터를 중지합니다. 그런 다음 Arduino는 핀 11에서 모터 드라이버의 RPWM 핀으로 절반이 켜지고 절반이 꺼진 모터 드라이버 신호를 전송하여 액추에이터를 절반 속도로 후퇴시킵니다. 그런 다음 액추에이터를 다시 중지합니다. 이 코드는 프로그램의 루프 섹션에 있으므로 Arduino는이 코드를 계속해서 반복합니다. 다시 한번 말하지만, 특히 액추에이터를 제어하기 위해 입력을 추가하는 경우 애플리케이션에 적합한보다 우아한 코딩 솔루션을 구현할 수 있습니다. 

입력 추가

Arduino로 액추에이터를 제어 할 수 있으면 더 큰 자동화 및 제어를 위해 Arduino에 입력을 구현할 수 있습니다. 이러한 입력은 스위치, 광범위한 센서, 또는 액추에이터 자체의 피드백까지. 입력에 대한 다양한 옵션이 있으므로이를 구현하는 방법은 다양하지만 알아야 할 몇 가지 일반적인 사항이 있습니다. 입력이 스위치와 같은 이진 입력을 제공하는 경우 보드 또는 데이터 시트에 레이블이 지정 될 Arduino의 디지털 핀을 사용하고 다음에서 digitalRead () 함수를 사용하는 것이 좋습니다. Arduino IDE. 입력 장치가 아날로그 신호를 제공하는 경우 보드 또는 데이터 시트에 레이블이 지정된 아날로그 핀을 사용하고 AnalogRead () 함수를 사용해야합니다.


 

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