التحكم في سرعة محرك التيار المستمر باستخدام اردوينو ومقياس الجهد

محرك التيار المستمر هو المحرك الأكثر استخدامًا في مشاريع الروبوتات والإلكترونيات. للتحكم في سرعة محرك التيار المستمر ، لدينا طرق مختلفة ، مثل السرعة التي يمكن التحكم فيها تلقائيًا بناءً على درجة الحرارة ولكن في هذا المشروع سيتم استخدام طريقة PWM للتحكم في سرعة محرك التيار المستمر. هنا في مشروع التحكم في سرعة محرك Arduino ، يمكن التحكم في السرعة عن طريق تدوير مقبض مقياس الجهد.

تعديل عرض النبض:

ما هو PWM؟ PWM هي تقنية باستخدام يمكننا التحكم في الجهد أو الطاقة. لفهمها بشكل أكثر بساطة ، إذا كنت تستخدم 5 فولت لقيادة محرك ، فسوف يتحرك المحرك ببعض السرعة ، والآن إذا قللنا الجهد المطبق بمقدار 2 يعني أننا نطبق 3 فولت على المحرك ، فإن سرعة المحرك ستنخفض أيضًا. يستخدم هذا المفهوم في المشروع للتحكم في الجهد باستخدام PWM. لقد شرحنا PWM بالتفصيل في هذه المقالة. تحقق أيضًا من هذه الدائرة حيث يتم استخدام PWM للتحكم في سطوع LED: 1 Watt LED Dimmer.

٪ دورة العمل = (TON / (TON + TOFF)) * 100 حيث ، T _ON = وقت الموجة المربعة T _OFF = وقت منخفض للموجة المربعة

الآن إذا تم إغلاق المفتاح في الشكل بشكل مستمر خلال فترة زمنية ، فسيتم تشغيل المحرك باستمرار خلال ذلك الوقت. إذا تم إغلاق المفتاح لمدة 8 مللي ثانية وفتح لمدة 2 مللي ثانية على مدار 10 مللي ثانية ، فسيكون المحرك في وضع التشغيل فقط في 8 مللي ثانية. الآن متوسط ​​المحطة عبر فترة 10 مللي ثانية = وقت التشغيل / (وقت التشغيل + وقت إيقاف التشغيل) ، هذا يسمى دورة العمل وهو 80٪ (8 / (8 + 2)) ، وبالتالي فإن المتوسط سيكون جهد الخرج 80٪ من جهد البطارية. الآن لا يمكن للعين البشرية أن ترى أن المحرك يعمل لمدة 8 مللي ثانية ويغلق لمدة 2 مللي ثانية ، لذلك سيبدو أن محرك التيار المستمر يدور بسرعة 80٪.

في الحالة الثانية ، يتم إغلاق المفتاح لمدة 5 مللي ثانية وفتحه لمدة 5 مللي ثانية على مدى 10 مللي ثانية ، وبالتالي فإن متوسط ​​الجهد الطرفي عند الخرج سيكون 50٪ من جهد البطارية. لنفترض أن جهد البطارية هو 5 فولت ودورة العمل 50٪ ، وبالتالي فإن متوسط ​​جهد المحطة 2.5 فولت.

في الحالة الثالثة ، تكون دورة التشغيل 20٪ ومتوسط ​​الجهد الطرفي 20٪ من جهد البطارية.

لقد استخدمنا PWM مع Arduino في العديد من مشاريعنا:

• اردوينو LED باهتة باستخدام PWM
• مروحة التحكم في درجة الحرارة باستخدام اردوينو
• DC Motor Control باستخدام Arduino
• التحكم في سرعة مروحة التيار المتردد باستخدام Arduino و TRIAC

يمكنك معرفة المزيد عن PWM من خلال تنفيذ مشاريع مختلفة تعتمد على PWM.

المواد المطلوبة

• اردوينو UNO
• محرك بتيار مستمر
• الترانزستور 2N2222
• مقياس الجهد 100 كيلو أوم
• مكثف 0.1 فائق التوهج
• اللوح
• القفز الأسلاك

مخطط الرسم البياني

مخطط الدائرة للتحكم في سرعة محرك Arduino DC باستخدام PWM هو geven أدناه:

الكود والشرح

يتم تقديم الكود الكامل للتحكم في محرك Arduino DC باستخدام مقياس الجهد في النهاية.

في رمز أدناه، قمنا تهيئة C1 و C2 متغير وتعيين A0 دبوس التناظرية لإخراج الجهد و12 ^تشرين الدبوس ل 'بوم ".

int pwmPin = 12 ؛ وعاء int = A0 ؛ int c1 = 0 ؛ كثافة العمليات c2 = 0 ؛

الآن ، في الكود أدناه ، قم بتعيين دبوس A0 كمدخل و 12 (وهو PWM pin) كإخراج.

إعداد باطل () { pinMode (pwmPin ، الإخراج) ؛ // يعلن الدبوس 12 كإخراج pinMode (وعاء ، INPUT) ؛ // يعلن أن الدبوس A0 كمدخل }

الآن ، في الحلقة الفارغة () ، نقرأ القيمة التناظرية (من A0) باستخدام analogRead (وعاء) ، ونحفظها في المتغير c2. ثم اطرح قيمة c2 من 1024 واحفظ النتيجة في c1. ثم اجعل دبوس PWM 12 ^th من Arduino HIGH ثم بعد تأخير القيمة c1 ، اجعل هذا الدبوس LOW. مرة أخرى ، بعد تأخير القيمة c2 ، تستمر الحلقة.

سبب طرح القيمة التناظرية من 1024 هو أن Arduino Uno ADC بدقة 10 بت (لذا فإن قيم الأعداد الصحيحة من 0-2 ^ 10 = 1024 قيمة). هذا يعني أنه سيتم تعيين الفولتية المدخلة بين 0 و 5 فولت في قيم عدد صحيح بين 0 و 1024. لذلك إذا قمنا بضرب قيمة anlogValue إلى (5/1024) ، فإننا نحصل على القيمة الرقمية لجهد الإدخال. تعلم هنا كيفية استخدام إدخال ADC في Arduino.

حلقة باطلة () { c2 = analogRead (وعاء) ؛ c1 = 1024-c2 ؛ digitalWrite (pwmPin ، عالية) ؛ // يضع دبوس 12 تأخيرًا عاليًا ميكروثانية (c1) ؛ // ينتظر c1 uS ( وقت مرتفع) digitalWrite (pwmPin ، منخفض) ؛ // يعين دبوس 12 تأخير منخفض ميكرو ثانية (c2) ؛ // ينتظر c2 uS (وقت منخفض) }

التحكم في سرعة محرك DC باستخدام Arduino

في هذه الدائرة ، للتحكم في سرعة محرك التيار المستمر ، نستخدم مقياس جهد 100 كيلو أوم لتغيير دورة عمل إشارة PWM. يتم توصيل 100K أوم الجهد لالتناظرية A0 إدخال دبوس من اردوينو UNO والمحرك DC متصلا 12 ^تشرين دبوس من اردوينو (والذي هو دبوس PWM). عمل برنامج Arduino بسيط للغاية ، حيث يقرأ الجهد من الدبوس التناظري A0. يتنوع الجهد عند الدبوس التناظري باستخدام مقياس الجهد. بعد إجراء بعض الحسابات الضرورية ، يتم تعديل دورة العمل وفقًا لها.

على سبيل المثال ، إذا قمنا بإدخال 256 قيمة إلى الإدخال التناظري ، فسيكون الوقت العالي 768 مللي ثانية (1024-256) والوقت المنخفض 256 مللي ثانية. لذلك ، فهذا يعني ببساطة أن دورة العمل هي 75٪. لا تستطيع أعيننا رؤية مثل هذا التذبذب عالي التردد ويبدو أن المحرك يعمل باستمرار مع 75٪ من السرعة. هذه هي الطريقة التي يمكننا بها أداء التحكم في سرعة المحرك باستخدام Arduino.