کنترل خودکار دور موتور با استفاده از سیستم بازخورد از سرعت سنج مبتنی بر IR: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

همیشه نیاز به خودکارسازی یک فرایند وجود دارد ، خواه ساده یا هیولایی باشد. من ایده انجام این پروژه را از یک چالش ساده که هنگام یافتن روش هایی برای آبیاری/آبیاری قطعه کوچک زمین خود با آن روبرو شدم ، دریافت کردم. خطوط تأمین فعلی و ژنراتورهای پرهزینه (برای کارکردن پمپ ما) بر مشکل افزوده است.

بنابراین آنچه ما تصمیم گرفتیم انجام دهیم این است که روشی را استفاده کنیم که ارزان و آسان باشد ، حتی توسط یک کارگر. ما تصمیم گرفتیم پمپ را روی روروک مخصوص بچه های قدیمی خود نصب کرده و آن را با استفاده از محور چرخ اسکوتر اجرا کنیم. خوب و خوب ، ما مجموعه مکانیکی و تسمه رانندگی را ساختیم و آزمایش کردیم ، و این موفقیت آمیز بود.

اما مشکل دیگر این بود که وقتی موتور در حال کار بود ، فرد همیشه باید نزدیک روروک مخصوص بچه ها بود تا RPM را کنترل کند و به صورت دستی آن را با استفاده از دریچه گاز تنظیم می کرد. بنابراین این پروژه توسط ما ساخته شد تا کارگر بتواند RPM مورد نظر خود را تنظیم کند. می خواهد موتور را روشن کند و به کارهای دیگر مزرعه بپردازد.

راه اندازی شامل موارد زیر است:

1. تاکومتر مبتنی بر IR (برای اندازه گیری RPM).
2. صفحه کلید برای وارد کردن RPM.
3. یک صفحه نمایش LCD برای نشان دادن RPM نظارت شده و RPM فعلی.
4. یک موتور Stepper برای افزایش/کاهش دریچه گاز.
5. در نهایت ، یک میکروکنترلر برای مدیریت همه این فرایندها.

مرحله 1: تنظیم قطعات مورد نیاز

قبلاً ، من فقط مروری بر اجزای تشکیل دهنده آن داشتم.

اجزای واقعی مورد نیاز عبارتند از:

1. میکروکنترلر (من از آردوینو مگا 2560 استفاده کردم).
2. IC راننده موتور L293D (یا یک برد شکستن انجام می دهد).
3. دارای صفحه نمایش LCD 16x2.
4. سنسور مادون قرمز/مجاورت (شماره مدل STL015V1.0_IR_Sensor است)
5. یک موتور پله ای تک قطبی (من از یک موتور پله ای 5 سیم ، 12 ولت استفاده کردم).
6. صفحه کلید 4 X 4.
7. جفت مقاومت 220 اهم ، 1000 اهم.
8. پتانسیومتر 10k
9. سیمهای اتصال دهنده ، سیمهای رنگی ، استریپر.
10. تخته نان
11. یک باتری 12 ولت برای تغذیه موتور پله ای.
12. منبع تغذیه 5 ولت برای تغذیه آردوینو

و این تنها چیزی است که شما برای شروع نیاز دارید ، مردم!

مرحله 2: جریان کلی فرآیند

روند روند به شرح زیر است:

1. راه اندازی روشن است و منتظر بمانید تا کالیبراسیون تمام دستگاه انجام شود.
2. کاربر باید RPM مورد نیاز را با استفاده از صفحه کلید وارد کند.
3. حرکت موتور انجام می شود. این معمولاً به گونه ای انجام می شود که یک نقطه مرجع ثابت به موتور دیکته شود تا هنگام روشن شدن تنظیم ، موقعیت اولیه موتور همیشه ثابت باشد و به عنوان نقطه مرجع در نظر گرفته شود.
4. موتور/هر دستگاهی که باید چرخ را بچرخاند روشن کنید.
5. اندازه گیری RPM انجام می شود و روی LCD نمایش داده می شود.
6. این جایی است که سیستم بازخورد به تصویر در می آید. اگر RPM شناسایی شده کمتر از RPM مورد نظر باشد ، موتور پله ای به گونه ای گام بر می دارد که گاز را افزایش می دهد
7. اگر RPM شناسایی شده بیشتر از RPM مورد نظر باشد ، موتور پله ای گام برمی دارد به طوری که گاز را کاهش می دهد.
8. این فرآیند تا رسیدن به RPM مورد نظر انجام می شود ، هنگامی که به دست می آید ، پله ثابت می ماند.
9. در صورت لزوم کاربر می تواند با استفاده از کلید اصلی سیستم را خاموش کند.

مرحله 3: ایجاد اتصالات مورد نیاز

اتصالات موتور پله ای:

از آنجا که من از یک موتور پله ای 5 سیم استفاده می کنم ، 4 سیم برای تقویت سیم پیچ ها و دیگری به زمین متصل است. همیشه لازم نیست که ترتیب 4 سیم خارج شده از موتور به همان ترتیب باشد باید سیم پیچ ها را به صورت دستی با استفاده از دستگاه چند متری ، مگر اینکه به صراحت مشخص شده است ، پیدا کنید یا برگه اطلاعات موتور خود را ارجاع دهید. این 4 سیم به خروجی های L293D IC یا درایور موتور شما متصل است.

2. اتصالات IC L293D:

دلیل استفاده از درایور موتور این است که موتور پله ای 12 ولت شما نمی تواند به درستی روی منبع تغذیه 5 ولت کار کند و در نهایت با سرخ کردن برد آردوینو برای پمپاژ منبع تغذیه به موتور ، نمودار پین IC را می توانید در وب از آنجا که تقریباً یک IC استاندارد سوئیچینگ است. پین ها و اتصالات آنها هستند

• EN1 ، EN2: فعال کنید (همیشه بالا یا '1') زیرا یک رمزگشای استاندارد است و معمولاً دارای ورودی اضافی به نام Enable است. خروجی تنها زمانی ایجاد می شود که ورودی Enable دارای مقدار 1 باشد. در غیر این صورت ، همه خروجی ها 0 هستند.
• پین 4 ، 5 ، 12 ، 13: آنها به زمین متصل می شوند.
• پین 2 ، 7 ، 10 ، 15: آنها پین های ورودی از میکرو کنترلر هستند.
• پین 3 ، 6 ، 11 ، 14: آنها پین های خروجی هستند که به 4 پین موتور پله ای متصل شده اند.

3. اتصال به LCD:

LCD دارای 16 پین است که 8 عدد برای انتقال داده است و در بیشتر مواقع می توانید از 4 پین از 8 پین استفاده کنید. اتصالات عبارتند از:

• Vss: زمین
• Vdd: + 5V
• صدا: به پتانسیومتر (برای تنظیم کنتراست)
• RS: به پین دیجیتال 12 آردوینو
• R/W: زمین.
• E: به پین 11 در آردوینو.
• پین های داده 4 ، 5 ، 6 ، 7: به ترتیب به پایه های 5 ، 4 ، 3 ، 2 در آردوینو.
• LED +: تا + 5V با مقاومت 220 اهم.
• LED-: به زمین.

4. اتصال به صفحه کلید 4 X 4:

اتصالات در اینجا بسیار ساده هستند. در کل 8 پین از صفحه کلید خارج می شوند و همه آنها مستقیماً به پین های دیجیتالی arduino می روند. 4 برای ستون ها 4 مورد برای ردیف ها است. پین های arduino 46 ، 48 ، 50 هستند ، 52 ، 38 ، 40 ، 42 ، 44.

5. رابط سنسور IR به arduino:

این مرحله نیز ساده است زیرا فقط 3 پین از سنسور مجاورت ، +5V ، خروجی ، زمین خارج می شود. پین خروجی در پین Ao در آردوینو به آنالوگ داده می شود.

و این همه مردم است ، ما کارهای بسیار کوچکی انجام داده ایم و مرحله بعدی این است که فقط کد خود را که در اینجا ضمیمه کرده ام بارگذاری کنم!

لطفاً به نمودار مدار که من سیم کشی همه اجزا را در عکس بالا انجام دادم ، مراجعه کنید.

مرحله 4: اتصال مکانیکی موتور پله ای به دریچه گاز

پس از اتمام قسمت الکترونیکی ، قسمت بعدی شفت پله را به اهرم گاز متصل می کند.

سیستم به گونه ای است که با پایین آمدن RPM موتور ، موتور پله ای به سمت راست حرکت می کند و اهرم را به جلو فشار می دهد و RPM را بالا می برد. به طور مشابه ، هنگامی که RPM بیش از حد بالا است ، عقب می رود تا اهرم را به عقب بکشد تا RPM را کاهش دهد.

ویدیو آن را نشان می دهد.

مرحله 5: کد

این افراد Arduino IDE نوشته شده است.

همچنین لطفاً کتابخانه های لازم برای این کار را بارگیری کنید.

متشکرم.