如何使用Arduino控制线性执行器?

什么是Arduino?

Arduino的 是基于灵活,易于使用的硬件和软件的开源电子原型平台。它适用于DIY项目,艺术家,设计师,业余爱好者以及对创建交互式项目感兴趣的任何人。 Arduino是微控制器板,其中包含轻松连接微控制器所需的一切。微控制器就像是用于嵌入式系统的微型计算机,所包含的微控制器的类型将取决于Arduino的样式。 Arduino范围较大 Arduino的兆丰 到中型 Arduino Uno 到较小的 Arduino Pro迷你版。不同尺寸的板将提供越来越多的I / O引脚和其他功能,其中最流行的是Uno。 Arduino还提供了一个免费的开放源代码,可以使用IDE来对您的微控制器进行编程。 Arduino IDE使用一种易于理解的编程语言,并且由于Arduino的流行,您可以在线找到许多有用的示例来帮助您为特定应用程序编码。如果这是您的第一个Arduino项目, Arduino套件 将为您提供所需的一切,从跨接电缆到传感器再到继电器,还包括Arduino Uno来帮助您入门。

如何使用Arduino控制线性执行器?

为什么要使用Arduino控制线性执行器?

使用Arduino或任何与此相关的微控制器来控制Arduino的最大优势之一 线性执行器 是您可以更好地控制线性执行器。微控制器使您可以使用来自传感器或其他设备的更复杂的输入来控制线性执行器。它们使您可以执行实时计算,以将执行器定位在理想位置,或实现计时器以自动执行器位置变化。微控制器还可以接收来自您的执行器的反馈,以提供更精确的位置和速度控制,以及一次控制多个执行器。简而言之,微控制器为您提供了更大的控制力和灵活性,并且凭借Arduino易于使用的设计和广泛的普及性,附加复杂性的水平降至最低。

用Arduino控制线性执行器

您将无法像使用开关那样直接将线性执行器连接到Arduino,因为Arduino的工作电压仅为5V,并且电流限制非常小。您需要使用一个中间组件来控制线性执行器,这可以使用继电器或电动机驱动器来完成。

继电器

如前所述 这里, 接力 是电磁开关,通过对线圈通电和断电以打开和关闭开关来控制它们。 Arduino可通过一个I / O引脚为线圈通电和断电来控制继电器。根据您使用的继电器的类型,将改变您对线性执行器的控制程度,但是与Arduino的接口非常简单,只需使用I / O引脚为线圈通电即可。您需要确保线圈的额定电压在Arduino的工作电压(5V)附近,否则Arduino将无法给线圈通电足够的电流以致使开关闭合。

由Arduino控制的SPDT继电器

上面是一个带有两个SPDT中继配置的Arduino接口示例。在此处描述的这种配置中,两个继电器用于翻转线性致动器的电压极性以及断开致动器的电源。在下面的代码示例中,Arduino将通过将引脚7设置为低电平来使顶部继电器通电,以使执行器延长2秒钟,然后通过将两个引脚都设置为高电平来使顶部继电器断电,从而使执行器停止2秒钟。要缩回执行器,Arduino会通过将引脚8设置为低电平来使第二个继电器通电2秒,然后通过将所有引脚再次设置为高电平来使执行器停止2秒钟。由于此代码位于程序的循环部分中,因此Arduino将继续反复重复此代码。显然,您可以为您的应用程序实现更优雅的编码解决方案,但是如果您想要更多的控制,则需要使用电机驱动器。

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

马达驱动器

一个 马达驱动器 是专门用于控制驱动直流线性执行器的直流电动机的集成电路设计。电机驱动器通常使用H桥来实现方向和速度控制。如何将Arduino准确地连接到电机驱动器将取决于具体的电机驱动器,但至少需要两个I / O引脚才能实现,其中一个是PWM信号。 PWM或脉宽调制是一种在开和关值之间改变信号以有效提供低于工作电压的方法。然后,电动机驱动器可以使用该信号来调整电动机的运行速度。

Arduino控制电机驱动器 

以上是我们的一个例子 大电流直流电动机驱动 与Arduino接口。对于此电机驱动器,您需要发送两个PWM信号,一个扩展执行器,另一个收缩。 PWM以无符号字节形式给出,这意味着它的范围为0(无电压)到255(最大电压(5V)),与电动机的速度成正比。由于PWM不是二进制值,因此我们需要使用Arduino的PWM引脚并使用模拟写入功能,如以下示例所示。 PWM引脚将在Arduino上用〜表示,或简单地标记为PWM引脚。

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

在上面的代码示例中,Arduino通过将电机驱动器的全5V电压从引脚10发送到电机驱动器的LPWM引脚,将执行器全速扩展两秒钟。然后,Arduino通过不向电动机驱动器的任何一个输入引脚发送任何信号来停止执行器。然后,Arduino通过将从引脚11导通一半断开的电动机驱动器信号发送到电动机驱动器上的RPWM引脚,以一半速度收回执行器。然后再次停止执行器。由于此代码位于程序的循环部分中,因此Arduino将继续反复重复此代码。再一次,您可以实施适合您的应用的更优雅的编码解决方案,尤其是在添加输入来控制执行器的情况下。 

添加输入

一旦可以使用Arduino控制执行器,就可以实现对Arduino的输入,以实现更高的自动化和控制能力。这些输入可以是 开关,种类繁多的传感器,甚至来自执行器本身的反馈。由于输入的选择范围很广,因此如何实现它们将有所不同,但您应该了解一些一般性知识。如果输入提供二进制输入(如开关),则需要使用Arduino上的数字引脚(将在板子或数据表中进行标记),并使用Arduino中的digitalRead()函数。 Arduino IDE。如果您的输入设备提供了模拟信号,则需要使用模拟引脚(将在板子或数据表中进行标记),并利用AnalogRead()函数。


 

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