Лінейны прывад для Arduino: мехатроніка для вашых праектаў

Мехатроніка - гэта дысцыпліна, якая спалучае механіку з электронікай, з'яўляючыся міждысцыплінарнай галіной тэхнікі, якая абапіраецца на робататэхніку, электроніку, вылічальную тэхніку, тэлекамунікацыі, кіраванне і г.д. Каб выйсці за рамкі электронных праектаў самаробкі і пачаць эксперыментаваць з мехатроннымі праектамі, вы можаце пачаць інтэграваць такія прылады, як рухавікоў або лінейны прывад для вашага Arduino.

Гэта вас адкрывае новы свет магчымасцей для вытворцаў. На самай справе, гэты лінейны прывад з'яўляецца найбольш практычным з магчымасцю выконваць рухомыя дзеянні або аказваць сілу на іншыя элементы. Вы хочаце ведаць больш? Мы кажам вам ...

Віды лінейных прывадаў

Існуе некалькі відаў прывадаў, хоць у гэтым артыкуле мы спынімся на тым, які выкарыстоўвае электрарухавік для прывада поршня. Але вы павінны ведаць, што могуць быць і іншыя тыпы:

• Гідраўліка: Яны выкарыстоўваюць для перамяшчэння поршня нейкую вадкасць. Прыкладам можа служыць шмат сельскагаспадарчых машын або экскаватараў, якія выкарыстоўваюць гэтыя поршні і ціск алею для перамяшчэння сучлененых рычагоў, гідраўлічных прэсаў і г.д.
• Электрычны: яны з'яўляюцца прывадамі, якія выкарыстоўваюць бясконцы шруба, які рухаецца электрарухавіком, для стварэння руху. Ёсць таксама электрамагнітны тып (электрамагніт), які выкарыстоўвае магнітнае поле для перамяшчэння поршня ці поршня і спружыну, каб вярнуць яго ў зыходнае становішча, калі гэта поле не ўздзейнічае. Практычны прыклад можа быць заключным прыкладам, які я прыводжу ў гэтым артыкуле, а таксама мноствам іншых робататэхнікі, звычайных механічных прылад і г.д.
• Шыны: яны выкарыстоўваюць паветра ў якасці вадкасці, а не вадкасці, як у выпадку гідраўлікі. Прыкладам могуць служыць тыповыя лінейныя прывады, знойдзеныя ў тэхналагічных майстэрнях некаторых адукацыйных цэнтраў.

Канчатковай мэтай гэтага прылады з'яўляецца пераўтварыць энергію гідраўлічны, электрычны альбо пнеўматычны ў лінейнай цязе ў гэтым выпадку, аказваючы такім чынам сілу, цягу, выконваючы ролю рэгулятара, прыводзіць у дзеянне нейкі іншы механізм і г.д.

Аб электронным лінейным прывадзе

У асноўным а электрычны лінейны прывад часам гэта не што іншае, як электрарухавік можа быць NEMA як ужо бачылі. Гэты рухавік круціць свой вал, і з дапамогай камбінацыі шасцярні або зубчастых ланцугоў ён будзе круціць бясконцы шруба. Гэты бясконцы шруба будзе адказваць за слізгаценне поршня ці штока ў тым ці іншым кірунку (у залежнасці ад кірунку кручэння).

што поршань гэта будзе той, які служыць прывадам для таго, каб што-небудзь падштурхнуць, выцягнуць, прыкласці сілу і г.д. Прыкладання даволі шырокія. Як бачыце, гэта нешта зусім простае, якое не ўтрымлівае занадта шмат загадак.

Гэтыя лінейныя прывады, у адрозненне ад іншых нелінейных, маюць перавагу ў тым, што яны могуць прыкладаць намаганні вялікія сілы і водазмяшчэнне значны (у залежнасці ад мадэлі). Але для Arduino у вас ёсць некаторыя мадэлі, якія могуць перавышаць ад 20 да 150 кгс (кілаграмовая сіла або кілапонд) і перамяшчэнне ад 100 да 180 мм.

Як вялікі недахоп хуткасць зрушэнняПаколькі, прыклаўшы гэтыя велізарныя сілы, рэдукцыйныя колы, неабходныя для павелічэння крутоўнага моманту, знізяць хуткасць выцягвання і ўцягвання. На тыповых мадэлях можна даваць хуткасць ад 4 да 20 мм / с. Гэта азначае, што для завяршэння ўсяго лінейнага працэсу ён можа ісці ад некалькіх дзесяткаў секунд да некалькіх хвілін, калі ён будзе больш доўгім і павольным ...

Распиновка

El цоколевка Лінейны прывад не можа быць прасцей. Ён мае два токаправодныя кабелі для харчавання электрарухавіка, які ён інтэгруе, і не больш за тое. Такім чынам, нулявых ускладненняў. Адзінае, пра што трэба памятаць, каб выцягнуць ці ўцягнуць шток, гэта тое, што кручэнне рухавіка павінна быць зваротным (палярнасць току).

Каб гэта было магчыма, вы можаце выкарыстоўвайце кантролер H-моста як той, які выкарыстоўваецца для рухавікоў пастаяннага току. Вы маглі б падумаць, што хтосьці падобны на яго служыць вам L298N, у іншыя бачылі, напрыклад TB6612FNG і г.д. Але праўда ў тым, што ні адзін з іх не мае дастаткова магутнасці для гэтых лінейных прывадаў (калі яны вялікія). Такім чынам, кантролер згарэў бы.

Таму можна толькі будаваць уласны кантроль хуткасці з выкарыстаннем транзістараў, такіх як BJT або MOSFET, і нават рэле цвёрды стан ...

Дзе набыць лінейны прывад?

El кошт лінейнага прывада шмат у чым будзе залежаць ад памеру, хуткасці, даўжыні, а таксама сілы, якую ён можа вытрымаць. Звычайна вы можаце знайсці іх ад 20 да 200 еўра. І вы лёгка знойдзеце іх у спецыялізаваных крамах электронікі альбо ў іншых інтэрнэт-крамах, такіх як Amazon. Напрыклад:

• Электрамагнітны прывад Sourcingmap, здольны ўздзейнічаць на сілу 400g і 4mm
• Лінейны прывад Justech DC 12V да 72 кг і ходу 150 мм
• LHQ-HQ DC 12v магутнасцю 80 кг і 50 мм хады
• Набярэжная 12V да 300 мм і вага 150 кг падтрымліваецца (разлічана на 50 мм)
• Прадуктаў не знойдзена.

Многія з гэтых прадуктаў абаронены ад пыл і пырскі па сертыфікаце IPX54. І майце на ўвазе рэкамендацыі вытворцы, пазначаныя вагі не заўсёды падтрымліваюцца для ўсіх даўжынь падаўжэння, у некаторых выпадках падтрымліваецца толькі пэўны лімітавы вага да пэўнага падаўжэння.

Інтэграцыя з Arduino

Гэтыя тыпы прывадаў могуць мець розную практычную карысць, калі вы ўбудоўваеце іх у плату Arduino. Для гэтага першае, што вы павінны ведаць, - гэта спосаб, якім вы можаце складзіце схему злучэння са сваім значком. Як бачыце, гэта зусім не складана, таму не ўяўляе вялікіх складанасцей.

Як вы можаце бачыць з прыведзенай вышэй схемы, я выкарыстаў два рэле і лінейны прывад. каляровыя лініі што вы бачыце, прадстаўляе наступнае:

• Чырвоны і чорны: гэта лінейныя прывадныя кабелі, якія будуць ісці да кожнага з выкарыстаных рэле.
• Грэй: як вы бачыце, вы падключыліся да зямлі ці GND у кожным з рэле.
• Azul: ён ідзе да крыніцы харчавання Vin для рэле, у гэтым выпадку ён будзе знаходзіцца паміж 5v і 12v.
• зялёны: лініі Vcc модуля падключаны да 5v вашай платы Arduino.
• Грэй: таксама зямля, падключаная ад модуля да GND Arduino.
• Фіялетавы і аранжавы: гэта лініі кіравання, якія будуць ісці да любога з штыфтоў Arduino для кіравання спінам. Напрыклад, вы можаце перайсці да D8 і D9.

Што тычыцца прыкладу зыходны код вашай IDE для Arduino, эскіз для асноўнага кантролю будзе выглядаць наступным чынам:

//configurar las salidas digitales
const int rele1 = 8;
const int rele2 = 9;
 
void setup()
{
   pinMode(rele1, OUTPUT);
   pinMode(rele2, OUTPUT);
 
   //Poner los relés a bajo
   digitalWrite(rele1, LOW);
   digitalWrite(rele2, LOW);
}
 
void loop()
{
   extendActuator();
   delay(2000);
   retractActuator();
   delay(2000);
   stopActuator();
   delay(2000);
}
 
//Activar uno de los relés para extender el actuador
void extendActuator()
{
   digitalWrite(rele2, LOW);
   delay(250);
   digitalWrite(rele1, HIGH);
}
 
//Lo inverso a lo anterior para retraer el émbolo
void retractActuator()
{
   digitalWrite(rele1, LOW);
   delay(250);
   digitalWrite(rele2, HIGH);
}
 
//Poner ambos releś apagados parar el actuador
void stopActuator()
{
   digitalWrite(rele1, LOW);
   digitalWrite(rele2, LOW);
}

Вы змяніць код каб мець магчымасць кіраваць і размяшчаць поршань у пэўных пазіцыях, калі хочаце, альбо дадаць больш элементаў ...