Роботы Arduino: управление двигателем

Arduino — отличная платформа для робототехники. Микроконтроллер предлагает множество входов, выходов и легко разработать код для работы с ними.

Этот урок является первым из серии «Роботы Arduino» и мы начнем с движения робота — путем управления двумя двигателями постоянного тока. Спасибо за данный урок нашим друзьям из проекта «darkbluebit.com».

Шаг 1: Список комплектующих

Нам понадобятся для создания первого робота некоторые комплектующие.

— Комплект-шасси для создания робота (на фото выше) — можно купить отдельными деталями или в наборе
— Драйвер-мост двигателя H-Bridge TB6612FNG
— 4x — Диод 1N4001
— 4x — 1,5 В AA батарея
— 1x — 9 В батарея
— Макет и провода

Шаг 2: Шасси

Есть много шасси для роботов, мы купили на Amazon.com комплект шасси для автомобиля Smart Robot от Ardokit, потому что это очень простой и довольно дешевый вариант. Он поставляется с двумя колесами, управляемыми двумя двигателями постоянного тока (3 — 6 В).

Он предлагает много места на борту для будущих аксессуаров, таких как датчики, беспроводные модули, камеры или дополнительные батареи. В нашем случае мы использовали его для макета.

Шаг 3: H-мост (H-Bridge)

Arduino может обеспечить только очень ограниченный ток непосредственно от выходных контактов — около 20 — 40 мА. Этого достаточно для светодиода, но нам нужен еще один способ питания двигателей.

Контроллер H-Bridge (H-мост) — это схема, используемая для управления скоростью и направлением двигателя. В этом случае нам нужен двойной H-мост (H-Bridge) для управления двумя из них. В цепи используется внешнее питание для обеспечения тока для двигателей. Батарейный блок 4x AA (держатель, входящий в комплект корпуса) предназначен только для этой цели — таким образом, источник питания Arduino (батарея 9 В) можно разделить для защиты нашей платы.

Мы выбрали MOSFET на основе TB6612FNG от Pololu, вы также можете купить почти то же самое от SparkFun (с другим цветом и распиновкой). Эти H-мосты способны управлять двигателями в диапазоне от 4,5 В до 13,5 В и обеспечивать непрерывный ток 1 А (с пиками 3 А).

Распиновка Pololu TB6612FNG и SparkFun TB6612FNG
Распиновка Pololu TB6612FNG и SparkFun TB6612FNG

Справка: H-мост — это электронная схема, которая даёт возможность приложить напряжение к нагрузке в разных направлениях. Эта схема очень часто используется в робототехнике и игрушечных машинах, чтобы изменять направление вращения мотора. H-мосты представлены в виде интегральных схем, а также могут быть построены из отдельных радиодеталей.

[caption id="attachment_20045801" align="alignnone" width="461"]Структура H-моста (красным) Структура H-моста (красным)[/caption]

Шаг 4: Обратное подавление EMF

Двигатели постоянного тока, используемые для робота, подчиняются основному закону физики — они сохраняют энергию при включении, и они будут генерировать заднюю электромоторную силу (обратную ЭДС) при внезапном отключении электропитания. Обратное пиковое напряжение может привести к повреждению нашей цепи.

Мы можем подавить это поведение, подключив диод как на схеме ниже:

В нашем случае нам нужно вращаться в обоих направлениях, поэтому для каждого двигателя требуются четыре диода 1N4001. Диоды имеют разную полярность с каждой стороны — обратите внимание на белую полосу диода.

Шаг 5: Цепь

Наше финальное подключение можно посмотреть на схеме ниже:

Шаг 6: Код

Номера выводов в приведенном ниже коде соответствуют схеме с SparkFun H-Bridge (см.выше), номера контактов в видео на последнем шаге отличаются друг от друга, поскольку там использовался Pololu H-Bridge.

Шаг 7: Итоговый результат

На видео ниже процесс по созданию данного урока и итоговый результат.

Делаем атмосферную лампу с помощью Arduino Всем привет! Сегодня поделюсь классным проектом от сайта и канала на YouTube how-td.com. Сделаем с помощью Arduino лампу, которая создаст дома настроение. ...
Добавляем Wi-Fi к Arduino Uno (Андроид) Подключите свой микроконтроллер к Интернету, добавив модуль ESP8266 WiFi. Модуль WIFI ESP8266 представляет собой полноценную сеть Wi-Fi, к которой вы может...
Как программировать Arduino через Андроид Сегодня мы покажем вам как загружать код на плату Arduino с помощью Android. Это очень просто с бесплатным программным обеспечением доступным под названием...

Просмотров: 505