Садржи уређаје за повезивање са Ардуином

Платформа за љубитеље роботике и аутоматизације Ардуино позната по модуларном дизајну и лакоћи употребе. Понекад наиђем на рекламу у којој кажу да можете саставити свог робота, а да практично нисте упознати са електроником. Али то није сасвим тачно.

Ако су неки актуатори и механизми погрешно повезани, можете запалити луке ардуинка (као што сам већ споменуо у чланку о како да не изгори Ардуино) А ако не знате како руковати дигиталним уређајима - у најбољем случају једноставно нећете моћи успоставити везу.

Купио сам неколико модула за ардуино, шта даље да радим?

Да бисте сазнали о функцијама везе, напонима напајања, нивоима логике итд., Потребно је да се упознате са подацима на вашем модулу.

Технички лист или техничка таблица је техничка документација за производ. Таква се документација може преузети на било који чип или сензор. Обично се налазе на веб локацији произвођача. Штавише, на мрежи постоје посебни ресурси на којима се прикупља читава маса техничке документације

Пажљиво прочитајте податке из таблице, али на шта треба пазити? Прво, чип, поред главног дела имена, обично има променљиви део или префикс - најчешће је то једно или више слова.

Ово указује на неке карактеристике одређеног микро круга, на пример, максималну снагу, напон напајања и логичке нивое (ако је уређај дигитални), могуће случај у којем се извршава итд.

Ако нисте пронашли податке о исхрани и записник у листу података. нивоа, обратите се ардуино заједницама руског језика; на њиховим форумима обично се разматрају карактеристике свих уобичајених модула.

АрдуиноУно има напон и логички ниво од 5 В, ако спољни уређај ради у опсегу од 3.3 В, мораћете да их формирате, можете да организујете напајање помоћу ЛДО стабилизатора (линеарног са малим падом, да би се стабилизовало потребно му је најмање 1,3 В „вишка напона на максималном струје, у односу на 2 В на стабилизаторима серије 78кк, што вам омогућава да добијете 3,3 волта са 4,5 волти (батерије са три прста).

У техничкој документацији за дигиталне сензоре и уређаје такође су наведена имена протокола помоћу којих „комуницирају“ један са другим. То могу бити појединачни протоколи и стандардни, исти:

• УАРТ

• И2Ц;

• СПИ

Ардуино ради с њима. То ће вам олакшати проналазак готових библиотека и узорака кода.

Кондиционирање и појачавање сигнала

Питања о усклађивању уређаја и покретача са ардуином често се постављају међу почетницима. Размотрићемо уобичајене:

1. Одговарајући напонски кругови.

2. Координација снаге излазног пина и покретача, другим речима, појачавање напона и / или струје.

Подударање нивоа

Шта да радим ако су логички нивои на мом модулу 3.3 Волти, а на ардуино 5 Волтс? Користити претварач логичког нивоа прилично је једноставно. Може се саставити од дискретних елемената или можете купити готов модул на плочи, на пример овај:

Такав претварач је двосмеран, тј. он снижава високи ниво и повећава низак одзив. ЛВ (1,2,3,4) - платформе за повезивање сигнала ниског нивоа, ХВ (1,2,3,4) - високи нивои, ХВ и ЛВ без бројева - то су напони од 5 и 3,3 Волта, као и код извора претворених сигнала ГНД - уземљена или негативна жица. У одређеној инстанци постоје 4 независна канала.

Усклађивање круга с великим разликама напона

Ако желите да покренете сигнал, на пример из високонапонских кола, на пример 220 В, треба да користите оптоелектор.Ово ће осигурати галванску изолацију и заштиту од рана високог напона на улазима микроконтролера. Такви се склопови користе и за пријем сигнала и за излазне сигнале из микроконтролера у мрежу, као и за контролу тријака у ланцима.

Вероватноћа појаве високог потенцијала на ардуино плочи у овом случају је изузетно мала, то се обезбеђује непостојањем електричног контакта, а комуникација је путем оптичког канала, тј. уз помоћ светлости. О томе можете сазнати више проучавањем фото и оптоелектронских уређаја.

Ако се догоди велики скок, оптоелектор ће горјети, слика је ПЦ8171, али нећете преоптеретити портове микроконтролера.

Повезивање снажних потрошача

Пошто микроконтролер може да контролише само рад уређаја, не можете да повежете моћног потрошача на његов порт. Примери таквих потрошача:

• Релеј

• Соленоиди;

• Електромотори;

• Сервос.

1. Серво веза

Главни задатак серво погона је да постави положај ротора спојеног на актуаторе, да га контролише и мења малим напорима. То јест, ви уз помоћ потенциометра, ако је серво погон дизајниран да се окреће у року од пола окретаја (180 степени) или помоћу давача, ако је потребно кружно окретање (360 степени), можете контролисати положај серво вратила (у нашем случају електрични мотор) произвољне снаге.

Многи љубитељи роботике користе ардуино као основу својих робота. Овде су сервостери пронашли велику употребу. Користе се као погон ротационих механизама за камере, сензоре и механичке руке. Радио модели који користе моделе за окретање точкова у аутомобилима. Индустрија користи велике погоне у ЦНЦ машинама и другу аутоматизацију.

У малим аматерским услугама у кућиште је уграђена плоча са сензором положаја и електроником. Три жице обично излазе из њих:

• Црвено - плус снага, ако је моћни погон боље повезан са спољним извором, а не са Ардуино плочом;

• Црна или смеђа - минус, веза као и плус;

• Жута или наранџаста - контролни сигнал - напаја се са дигиталног пин микроконтролера (дигитални излаз).

Омогућена је посебна библиотека за управљање сервером, приступ њему је декларисан на почетку кода помоћу команде "#инцлуде серво.х".

Прикључак мотора

За покретање механизама и подешавање брзине њихове ротације најлакше је користити ДПТ (четкасти ДЦ мотор са побудом од трајних магнета). Вероватно сте такве моторе видели у аутомобилима са радио-управљањем. Лако се окрећу уназад (укључени су да се окрећу у правом смеру), само је потребно да промените поларитет. Не покушавајте да их директно повежете на игле!

Боље користите транзистор. Вилл фит било биполарно, бар директна (пнп), најмање реверзна (нпн) проводљивост. Терен такође делује, али кад бирате одређени, будите сигурни да његова заклопа функционише са логичким нивоима?

У супротном се неће отворити у потпуности, или ћете сагорети дигитални излаз микроконтролера док пуните капацитет врата - користе погонитељ, најједноставнији начин је да пумпа сигнал кроз биполарни транзистор. Испод је контролни круг транзистор са ефектом поља.

Ако нема отпорника између Г и С, тада се засун (Г) неће повући на земљу и може спонтано „ходати“ од сметњи.

Како утврдити да је пољски транзистор погодан за директно управљање из микроконтролера, погледајте у наставку. У податковном листу пронађите Вгс параметар, на пример за ИРЛ540 сва мерења и графикони су везани за Вгс = 5в, чак је и параметар као што је отпор отвореног канала наведен за овај напон између капије и извора.

Поред четкице ДПТ, хладњак се на исти начин може повезати и са рачунаром, иако постоји мотор без четкица, намотима којим управља уграђени претварач, чија се плоча налази директно у његовом кућишту.

Обртаје ова два типа мотора је лако подесити променом напона напајања. То се може постићи ако је база транзистора спојена не дигитално (дигитални излаз), већ пином (~ пвм), чија се вредност одређује функцијом "аналогВрите ()".

Релеји и соленоиди

За пребацивање кругова у којима регулација није потребна и често је пребацивање прикладно користити релеј. Одабиром правог, можете пребацити било какве струје и напоне уз минималне губитке у проводљивости и загревању далековода.

Да бисте то учинили, примените напон потребан на калем релеја. На релејном кругу, његова намотаја је дизајнирана да контролише 5 волти, напонски контакти могу да пребаце и пар волти и мрежу 220 В.

Соленоиди су завојнице или електромагнетни актуатори.

Примери:

• Погон закључава врата аутомобила;

• Соленоидни вентили;

• Електромагнет у металуршкој производњи;

• Електрана Гауссовог пиштоља и још много тога.

У сваком случају, типично коло за повезивање једносмерних завојница на микроконтролер или логику изгледа овако:

Транзистор за појачавање управљачке струје, диода је спојена у супротном смеру како би заштитила излаз микроконтролера од рафала ЕМФ-а са само-индукцијом.

Улазни уређаји и сензори

Вашим системом можете управљати помоћу тастера, отпорника, давача. Помоћу дугмета можете послати сигнал на дигитални улаз ардуино високог (високог / 5В) или ниског (ниског / 0В) нивоа.

Да бисте то учинили, постоје две могућности за укључивање. Потребно вам је нормално отворено дугме без фиксирања; за неке сврхе потребан вам је преклопник или дугме са фиксирањем - одаберите за себе, у зависности од ситуације. Да бисте предали јединицу, потребно је да први контакт дугмета повежете са извором напајања, а други на тачку повезивања отпорника и на улаз микроконтролера.

Када се тастер притисне на отпор, напон напајања опада, односно висок ниво. Када тастер није притиснут, у струјном кругу нема струје, потенцијал на отпорнику је низак, сигнал "Лов / 0В" се примењује на улаз. Ово стање се назива "пин се повлачи за земљу, а отпорник" пада ".

Ако желите да микроконтролер добије 0 умјесто 1 када кликнете на дугме, на исти начин повежите нормално затворено дугме или прочитајте како то учинити са нормално отвореним.

Даје микроконтролеру наредбу са нултим сигналом, круг се мало мења. Једна нога отпорника повезана је на напајање, а друга на тачку спајања нормално отвореног дугмета и дигитални улаз ардуина.

Када се дугме отпусти, сав напон остаје на њему, улаз постаје висок. Ово стање се назива "пин се повлачи до плус", а отпорник је "пулл-уп". Када притиснете дугме, маневрирате (затварате) улаз у земљу.

Разводник напона и улаз сигнала са потенциометра и отпорничког аналога

 

Делилац напона користи се за повезивање променљивих отпора, као што су термистори, фоторесистори итд. Због чињенице да је један отпорник константан, а други променљиви - можете проматрати промену напона у њиховој средини, на слици изнад је означено као Ур.

Тако је могуће повезати различите аналогне сензоре отпорничког типа и сензоре који под утицајем спољних сила мењају своју проводљивост. Као и потенциометри.

На слици испод видите пример повезивања таквих елемената. Потенциометар се може повезати без додатног отпора, тада ће у екстремном положају бити пуног напона, али у минималном положају је потребно осигурати стабилизацију или ограничење струје - иначе ће кратки спој.

Закључци

Да бисте повезали било који модул и додатак на микроконтролер без грешака, морате да познајете основе електротехнике, Охмов закон, опште информације о електромагнетизму, као и основе рада полуводичких уређаја. У ствари, можете бити сигурни да је то све много лакше него слушати ове сложене речи. Користите дијаграме из овог чланка у својим пројектима!