Έλεγχος ταχύτητας DC Motor από Android

Η διασύνδεση κινητήρα DC με τον μικροελεγκτή είναι μια πολύ σημαντική ιδέα σε πολλές βιομηχανικές και ρομποτικές εφαρμογές. Συνδέοντας τον κινητήρα DC με τον μικροελεγκτή, μπορούμε να ελέγξουμε την κατεύθυνση του κινητήρα, να ελέγξουμε την ταχύτητα του κινητήρα. Αυτό το άρθρο σας περιγράφει, Έλεγχος ταχύτητας DC Motor με χρήση 8051 μικροελεγκτή με τη βοήθεια του ελεγκτή Android Bluetooth. Το διάγραμμα μπλοκ φαίνεται παρακάτω.

Μπλοκ διάγραμμα ελέγχου ταχύτητας DC Motor από εφαρμογή Android

Έλεγχος ταχύτητας DC Motor από εφαρμογή Android

Έλεγχος ταχύτητας κινητήρα DC χρησιμοποιώντας Android κινητό έχει πολλές εφαρμογές όπως βιομηχανικές εφαρμογές, κυλιόμενες σκάλες, ανελκυστήρες, ρομποτικές εφαρμογές και εφαρμογές συστημάτων ασφαλείας. Ο χρήστης πρέπει να εγκαταστήσει μια εφαρμογή Android στο smartphone του Android.

Ο χρήστης μπορεί να στείλει οδηγίες για τον έλεγχο της ταχύτητας του κινητήρα DC. Η ασύρματη επικοινωνία Bluetooth χρησιμοποιείται για την αποστολή εντολών στο χρήστη και στον ελεγκτή. Τα κύρια στοιχεία υλικού του κυκλώματος είναι 8051 μικροελεγκτής, οδηγός κινητήρα L293D IC, κινητήρας DC, μονάδα Bluetooth και smartphone Android.

Ανατρέξτε σε αυτόν τον σύνδεσμο για να μάθετε περισσότερα 8051 Ιστορικό και βασικά μικροελεγκτή

Το μέγιστο ρεύμα εξόδου του πείρου μικροελεγκτή είναι 15mA στα 5V, αλλά, δεν κάνει τη λειτουργία του κινητήρα DC και ακόμη και το πίσω EMF (ηλεκτροκινητική δύναμη) που παράγεται από τον κινητήρα μπορεί να βλάψει τον μικροελεγκτή.

Επομένως, δεν αξίζει να συνδέσετε τον κινητήρα συνεχούς ρεύματος απευθείας στον μικροελεγκτή. Έτσι χρησιμοποιείται το κύκλωμα οδηγού κινητήρα (L293D IC) διεπαφή DC κινητήρα και μικροελεγκτή .

Πρόγραμμα οδήγησης κινητήρα (L293D)

Το L293D είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC) διπλού οδηγού κινητήρα H-bridge. Οι οδηγοί κινητήρα λειτουργούν ως ενισχυτές ρεύματος, δεδομένου ότι λαμβάνουν σήμα ελέγχου χαμηλού ρεύματος και παρέχουν σήμα υψηλότερου ρεύματος. Αυτό το σήμα υψηλότερου ρεύματος χρησιμοποιείται για την κίνηση των κινητήρων. Το L293D περιέχει δύο ενσωματωμένα κυκλώματα οδηγού H-Bridge . Στον κοινό τρόπο λειτουργίας του, δύο κινητήρες DC μπορούν να κινούνται ταυτόχρονα, τόσο προς τα εμπρός όσο και προς την αντίστροφη κατεύθυνση. Οι λειτουργίες κινητήρα δύο κινητήρων μπορούν να ελεγχθούν με λογική εισόδου στους ακροδέκτες 2 & 7 και 10 & 15.

Η λογική εισόδου 00 ή 11 θα σταματήσει τον αντίστοιχο κινητήρα. Η λογική 01 και 10 θα την περιστρέψει δεξιόστροφα και αριστερόστροφα, αντίστοιχα. Οι ακροδέκτες 1 και 9 (που αντιστοιχούν στους δύο κινητήρες) πρέπει να είναι υψηλοί για να αρχίσουν να λειτουργούν οι κινητήρες. Όταν η είσοδος ενεργοποίησης είναι υψηλή, ενεργοποιείται το σχετικό πρόγραμμα οδήγησης.

Ως αποτέλεσμα, οι έξοδοι ενεργοποιούνται και λειτουργούν σε φάση με τις εισόδους τους. Ομοίως, όταν η είσοδος ενεργοποίησης είναι χαμηλή, αυτό το πρόγραμμα οδήγησης είναι απενεργοποιημένο και οι εξόδους τους είναι απενεργοποιημένες και σε κατάσταση υψηλής αντίστασης. Το διάγραμμα ακίδων και η εσωτερική δομή του L293D IC φαίνονται παρακάτω.

Διάγραμμα καρφιτσών και εσωτερική δομή του L293D IC

Τι είναι το Android;

ο Λειτουργικό σύστημα Android λειτουργεί με βάση το Linux, έχει σχεδιαστεί κυρίως για κινητές συσκευές με οθόνη αφής, όπως έξυπνα τηλέφωνα και υπολογιστές tablet. Ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα λειτουργικά συστήματα για κινητά σήμερα είναι το Android. Το Android είναι λογισμικό που ιδρύθηκε στο Palo Alto της Καλιφόρνια το 2003.

Android για κινητά

Το Android είναι ένα ισχυρό λειτουργικό σύστημα και υποστηρίζει μεγάλο αριθμό εφαρμογών σε smartphone. Αυτές οι εφαρμογές είναι πιο άνετες και προηγμένες για τους χρήστες. Βασίζεται το υλικό που υποστηρίζει λογισμικό Android Πλατφόρμα αρχιτεκτονικής ARM .

Το Android είναι ένα λειτουργικό σύστημα ανοιχτού κώδικα σημαίνει ότι είναι δωρεάν και οποιοσδήποτε μπορεί να το χρησιμοποιήσει. Το Android διαθέτει εκατομμύρια εφαρμογές διαθέσιμες που μπορούν να σας βοηθήσουν να διαχειριστείτε τη ζωή σας με τον έναν ή τον άλλο τρόπο και είναι διαθέσιμο με χαμηλό κόστος στην αγορά για τους λόγους για τους οποίους το Android είναι πολύ δημοφιλές.

Σχηματικό διάγραμμα Επεξήγηση του ελέγχου ταχύτητας του κινητήρα DC

Το σχηματικό διάγραμμα του κυκλώματος ελέγχου ταχύτητας κινητήρα DC και η επεξήγηση λειτουργίας παρέχονται παρακάτω.

Σχηματικό διάγραμμα

Το κύκλωμα χρησιμοποιεί τυπική τροφοδοσία που αποτελείται από μετασχηματιστή σταδιακής από 230V έως 12V και 4 διόδους που σχηματίζουν ανορθωτή γέφυρας που παρέχει παλλόμενο dc το οποίο στη συνέχεια φιλτράρεται από ηλεκτρολυτικός πυκνωτής από περίπου 470μF έως 1000μF.

Το φιλτραρισμένο dc που δεν ρυθμίζεται, το IC LM7805 χρησιμοποιείται για να πάρει σταθερά 5V DC στον ακροδέκτη του αριθ. 3. Το ρυθμιζόμενο 5V DC φιλτράρεται περαιτέρω από έναν μικρό ηλεκτρολυτικό πυκνωτή 10μF για τυχόν θόρυβο που παράγεται από το κύκλωμα.

Το σήμα ελέγχου από τη συσκευή Android θα σταλεί μέσω Bluetooth. Αυτό το σήμα θα κοινοποιηθεί στον μικροελεγκτή με τη βοήθεια του πομπού και του δέκτη και των δύο συσκευών. Αυτό το σήμα θα επισημανθεί με ένα μόνο γράμμα που ελέγχει την ταχύτητα και την κατεύθυνση του κινητήρα.

Πώς να ελέγξετε την ταχύτητα του κινητήρα DC; Σε αυτό το έργο, η κύρια αρχή λειτουργίας είναι οι παλμοί PWM που παράγονται από τον προγραμματισμένο μικροελεγκτή για να επιτρέψουν στον πείρο 1 του L293D για αύξηση και μείωση του κύκλου λειτουργίας των παλμών. Αυτοί οι παλμοί λειτουργίας μπορούν να οδηγήσουν στην οδήγηση του κινητήρα DC στη σωστή κατεύθυνση με συγκεκριμένη ταχύτητα.

Διαμόρφωση πλάτους παλμού

Διαμόρφωση πλάτους παλμού επιτυγχάνεται από την έξοδο ενός μικροελεγκτή ο οποίος είναι κατάλληλα προγραμματισμένος για τη λήψη δεδομένων που λαμβάνονται έτσι από μια συσκευή Bluetooth που είναι διασυνδεδεμένη με αυτήν. Μια μονάδα Bluetooth είναι σωστά διασυνδεδεμένη στον μικροελεγκτή για αμφίδρομη ροή δεδομένων ενώ το πρόγραμμα εκτελείται για την ανάπτυξη των παλμών PWM.

Η εφαρμογή Android από οποιοδήποτε έξυπνο τηλέφωνο επικοινωνεί μέσω του ενσωματωμένου Bluetooth του τηλεφώνου στη μονάδα Bluetooth που είναι συνδεδεμένη στον μικροελεγκτή για λειτουργίες όπως απαιτείται. Ο κύκλος λειτουργίας διαμόρφωσης πλάτους παλμού φαίνεται παρακάτω.

Κύκλος λειτουργίας PWM

Το κουμπί επάνω αφής στο έξυπνο τηλέφωνο που εκτελεί το πρόγραμμα Android χρησιμοποιείται για την αύξηση του χρόνου λειτουργίας του PWM ενώ το κουμπί κάτω αφής είναι για τη μείωση του κύκλου λειτουργίας.

Εφαρμογή Android για έλεγχο ταχύτητας κινητήρα DC

ο Κινητήρας DC διασχίζει το L293D IC του οδηγού κινητήρα με διαφορετικό κύκλο λειτουργίας που επιτρέπει την τροφοδοσία του pin-1 του L293D από τον μικροελεγκτή για έλεγχο ταχύτητας. Οι ακίδες δεδομένων LCD που είναι συνδεδεμένες στον μικροελεγκτή για να εμφανίσουν το ποσοστό ταχύτητας με τον οποίο λειτουργεί ο κινητήρας.

Ως εκ τούτου, ο έλεγχος ταχύτητας του κινητήρα dc που χρησιμοποιεί την εφαρμογή android είναι ένας οικονομικά αποδοτικός, πρακτικός και ασφαλέστερος τρόπος εξοικονόμησης ενέργειας. Μια απλή τεχνική PWM (Pulse Width Modulation) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της ταχύτητας του κινητήρα. Ο κύκλος λειτουργίας του κύματος ελέγχει την ταχύτητά του. Ανταλλάσσοντας τις θύρες εξόδου, θα αλλάξει αποτελεσματικά την κατεύθυνση του κινητήρα.

Επιπλέον, τυχόν απορίες σχετικά με αυτό το άρθρο παρακαλώ δώστε τις πολύτιμες προτάσεις σας σχολιάζοντας την παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποιες είναι οι εφαρμογές της διεπαφής DC Motor σε έναν Μικροελεγκτή;