Autonome Steuerung der Motordrehzahl mit Feedback-System von einem IR-basierten Drehzahlmesser - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Es besteht immer die Notwendigkeit, einen Prozess zu automatisieren, sei es ein einfacher / monströs Stromleitungen und kostspielige Generatoren (um unsere Pumpe zu betreiben) haben die Schwierigkeit zusätzlich erhöht.

Wir haben uns also entschieden, eine Methode zu entwickeln, die auch von einem Arbeiter billig und einfach zu bedienen ist. Wir haben uns entschieden, die Pumpe an unserem alten Roller (Betriebszustand) zu montieren und mit der Welle des Rollerrads zu betreiben schön und gut, wir haben die mechanische montage und den riemenantrieb gemacht und getestet, und es war ein erfolg.

Ein weiteres Problem war jedoch, dass bei laufendem Motor immer eine Person in der Nähe des Rollers sein musste, um die Drehzahl zu überwachen und manuell mit dem Gashebel einzustellen. Dieses Projekt wurde also von uns gemacht, damit der Arbeiter die gewünschte Drehzahl einstellen kann will den Motor zum Laufen bringen und andere Arbeiten auf dem Hof erledigen.

Die Einrichtung besteht aus:

1. Ein IR-basierter Drehzahlmesser (um die Drehzahl zu messen).
2. Eine Tastatur zur Eingabe der Drehzahl.
3. Ein LCD-Display zur Anzeige der überwachten Drehzahl und der aktuellen Drehzahl.
4. Ein Schrittmotor zum Erhöhen/Verringern des Gases.
5. Schließlich ein Mikrocontroller, um all diese Prozesse zu verwalten.

Schritt 1: Anordnen der erforderlichen Teile

Zuvor habe ich nur einen Überblick über die Komponenten gegeben.

Die tatsächlich benötigten Komponenten sind:

1. Ein Mikrocontroller (ich habe einen Arduino Mega 2560 verwendet).
2. Ein L293D-Motortreiber-IC (oder ein Breakout-Board reicht aus).
3. Ein 16 x 2 LCD-Display.
4. Ein Infrarot-/Näherungssensor (Modellnummer ist STL015V1.0_IR_Sensor)
5. Ein unipolarer Schrittmotor (ich habe einen 5-Draht-Schrittmotor, 12 V verwendet).
6. Eine 4 x 4-Tastatur.
7. Paar 220 Ohm, 1000 Ohm Widerstände.
8. Ein 10k Potentiometer.
9. Anschlussdrähte, farbige Drähte, Abisolierer.
10. Steckbretter.
11. Eine 12-V-Batterie zur Stromversorgung des Schrittmotors.
12. Eine 5V-Versorgung zur Stromversorgung von Arduino.

Und das ist alles, was Sie brauchen, um loszulegen, Leute!

Schritt 2: Gesamtprozessablauf

Der Ablauf des Prozesses ist wie folgt:

1. Das Setup wird eingeschaltet und warten bis die Kalibrierung aller Geräte abgeschlossen ist.
2. Der Benutzer muss die erforderliche Drehzahl über die Tastatur eingeben.
3. Die Referenzfahrt des Motors erfolgt. Dies geschieht in der Regel so, dass dem Motor ein konstanter Referenzpunkt vorgegeben wird, damit beim Einschalten des Setups immer die Ausgangsposition des Motors konstant ist und als Referenzpunkt genommen wird.
4. Schalten Sie den Motor/jede Maschine ein, die ein Rad drehen soll.
5. Die Messung der Drehzahl erfolgt und wird auf dem LCD angezeigt.
6. Hier kommt das Feedback-System ins Spiel. Wenn die erkannte Drehzahl niedriger als die gewünschte Drehzahl ist, schaltet der Schrittmotor so, dass er die Drosselklappe erhöht
7. Wenn die erkannte RPM höher als die gewünschte RPM ist, wird der Schrittmotor schrittweise geschaltet, so dass er die Drosselung verringert.

8. Dieser Vorgang erfolgt bis die gewünschte Drehzahl erreicht ist, bei Erreichen bleibt der Stepper stehen.

9. Der Benutzer kann das System bei Bedarf über einen Hauptschalter ausschalten.

Schritt 3: Herstellen der erforderlichen Verbindungen

Anschlüsse für den Schrittmotor:

Da ich einen 5-Draht-Schrittmotor verwende, dienen 4 Drähte zum Erregen der Spulen und der andere ist mit Masse verbunden. Es ist nicht immer notwendig, dass die Reihenfolge der 4 Drähte, die aus dem Motor kommen, die gleiche ist wie Erregen Sie die Spulen. Sie müssen die Reihenfolge manuell mit einem Multimeter herausfinden, sofern nicht ausdrücklich angegeben, oder das Datenblatt Ihres Motors zu Rate ziehen. Diese 4 Drähte sind mit den Ausgängen des L293D-IC oder Ihres Motortreibers verbunden.

2. Anschlüsse für den L293D IC:

Der Grund, warum Sie einen Motortreiber verwenden, ist, dass Ihr 12-V-Schrittmotor mit einer 5-V-Versorgung nicht richtig laufen kann und Sie am Ende Ihr Arduino-Board braten, um die Stromversorgung des Motors zu pumpen. Das Pin-Diagramm des ICs finden Sie auf im Web, da es sich um einen Standard-Schalt-IC handelt. Die Pins und ihre Anschlüsse sind

• EN1, EN2: Enable (immer hoch oder '1'), da es sich um einen Standard-Decoder handelt und typischerweise einen zusätzlichen Eingang namens Enable hat. Der Ausgang wird nur erzeugt, wenn der Eingang Freigabe den Wert 1 hat; andernfalls sind alle Ausgänge 0.
• Pin 4, 5, 12, 13: Sie sind mit Masse verbunden.
• Pin 2, 7, 10, 15: Dies sind die Eingangspins des Mikrocontrollers.
• Pin 3, 6, 11, 14: Dies sind die Ausgangspins, die mit den 4 Pins des Schrittmotors verbunden sind.

3. Anschlüsse an das LCD:

Das LCD hat 16 Pins, wovon 8 für die Datenübertragung sind und Sie können meistens nur 4 der 8 Pins verwenden. Die Anschlüsse sind:

• Vss: Masse
• Vdd: + 5V
• Vo: zum Potentiometer (zum Einstellen des Kontrasts)
• RS: zum digitalen Pin 12 von Arduino
• R/W: Masse.
• E: um 11 auf arduino zu stecken.
• Datenpins 4, 5, 6, 7: zu den Pins 5, 4, 3, 2 jeweils auf Arduino.
• LED+: Bis +5V mit 220 Ohm Widerstand.
• LED-: an Masse.

4. Verbindungen zum 4 x 4 Tastenfeld:

Die Verbindungen hier sind ziemlich einfach. Es kommen insgesamt 8 Pins aus der Tastatur und sie gehen alle direkt zu den digitalen Pins von Arduino. 4 sind für Spalten sind 4 für Reihen. Die Pins auf dem Arduino sind 46, 48, 50, 52, 38, 40, 42, 44.

5. Anbindung des IR-Sensors an Arduino:

Dieser Schritt ist auch einfach, da nur 3 Pins aus dem Näherungssensor kommen, +5V, Ausgang, Masse. Der Ausgangspin wird analog in Ao-Pin auf dem Arduino gegeben.

Und das ist alles Leute, wir sind so ziemlich fertig und der nächste Schritt ist, einfach meinen Code hochzuladen, den ich hier angehängt habe!

Bitte beachten Sie den Schaltplan, den ich mit der Verdrahtung aller Komponenten im obigen Bild gemacht habe.

Schritt 4: Mechanische Kopplung des Schrittmotors an die Drosselklappe

Nachdem der Elektronikteil fertig ist, koppelt der nächste Teil die Schrittwelle an den Gashebel.

Das System ist so, dass wenn die Drehzahl des Motors sinkt, der Schrittmotor nach rechts geht, den Hebel nach vorne drückt und die Drehzahl erhöht. Wenn die Drehzahl zu hoch ist, wird auf ähnliche Weise nach hinten bewegt, um den Hebel nach hinten zu ziehen, um die Drehzahl zu reduzieren.

Das Video zeigt es.

Schritt 5: Der Code

Seine geschriebenen Arduino IDE-Leute.

Bitte laden Sie dazu auch die notwendigen Bibliotheken herunter.

Dankeschön.