محرک خطی برای آردوینو: مکاترونیک برای پروژه های شما

محرک خطی

مکاترونیک رشته ای است که مکانیک را با الکترونیک مخلوط می کند ، شاخه ای از رشته های مهندسی چند رشته ای است که از رباتیک ، الکترونیک ، محاسبات ، ارتباطات از راه دور ، کنترل و غیره استفاده می کند. برای فراتر رفتن از پروژه های الکترونیکی DIY ، و شروع به آزمایش با پروژه های مکاترونیک ، می توانید ادغام دستگاه هایی مانند موتورها O ال محرک خطی برای آردوینو شما

این شما را باز می کند دنیای جدیدی از امکانات برای سازندگان در واقع ، این محرک خطی با توانایی انجام اقدامات متحرک یا اعمال نیرو بر عناصر دیگر عملی ترین است. آیا میخواهید بیشتر بدانید؟ ما به شما می گوییم ...

انواع محرک های خطی

محرک هیدرولیکی بیل

محرک ها انواع مختلفی دارند ، اگرچه در این مقاله به یکی از موتورهای الکتریکی برای حرکت دادن پیستون خواهیم پرداخت. اما باید بدانید که انواع دیگری نیز ممکن است وجود داشته باشد:

  • هیدرولیک: آنها از نوعی مایعات برای حرکت پیستون استفاده می کنند. مثالی می تواند در مورد بسیاری از ماشین آلات کشاورزی یا بیل مکانیکی ، استفاده از این پیستون ها و فشار روغن برای حرکت بازوهای مفصلی ، پرس های هیدرولیکی و غیره باشد.
  • برقی: آنها محرکهایی هستند که از یک پیچ بی پایان که توسط یک موتور الکتریکی جابجا می شود برای تولید حرکت استفاده می کنند. همچنین از نوع برقی (مغناطیس الکترومغناطیسی) وجود دارد که با استفاده از یک میدان مغناطیسی پیستون یا پیستون و یک فنر را برای بازگشت آن به موقعیت اصلی خود در صورت عدم استفاده از آن میدان استفاده می کنند. یک مثال عملی می تواند آخرین نمونه ای باشد که من در این مقاله ارائه می دهم ، یا همچنین بسیاری دیگر از رباتیک ، دستگاه های مکانیکی رایج و غیره.
  • تایرها: آنها از هوا به عنوان مایع استفاده می کنند ، به جای مایع مانند هیدرولیک. نمونه ای از اینها محرکهای خطی معمولی هستند که در کارگاههای فناوری برخی از مراکز آموزشی یافت می شوند.

هدف نهایی این دستگاه این است تبدیل یک انرژی هیدرولیک ، الکتریکی یا پنوماتیک در یک رانش خطی در این حالت ، بنابراین اعمال نیرو ، رانش ، عمل به عنوان یک تنظیم کننده ، فعال کردن برخی از مکانیسم های دیگر ، و غیره

درباره محرک خطی الکترونیکی

محرک داخلی خطی: عملکرد و قطعات

اصولاً الف محرک خطی الکتریکی گاهی اوقات چیزی بیش از یک موتور الکتریکی نیست می تواند NEMA باشد همانطور که قبلاً دیده شد این موتور شافت خود را می چرخاند و با استفاده از ترکیبی از چرخ دنده ها یا زنجیرهای دندانه دار یک پیچ بی پایان را می چرخاند. این پیچ بی پایان وظیفه کشویی پیستون یا میله را در یک جهت یا جهت دیگر (بسته به جهت چرخش) بر عهده خواهد داشت.

این پیستون این یکی خواهد بود که به عنوان محرک برای فشار دادن چیزی ، کشیدن چیزی ، اعمال نیرو و غیره عمل می کند. برنامه های کاربردی کاملا گسترده هستند. همانطور که می بینید ، این یک چیز کاملاً ساده است که رمز و رازهای زیادی را در خود نگه نمی دارد.

این محرک های خطی ، بر خلاف سایر عملکردهای غیر خطی ، از این مزیت برخوردار هستند که می توانند اعمال کنند نیروهای بزرگ و جابجایی قابل توجه (بسته به مدل). اما برای آردوینو مدل هایی دارید که می توانند از 20 تا 150 کیلوگرم بر کیلوگرم (نیروی کیلوگرم یا کیلوپوند) و جابجایی های 100 تا 180 میلی متر داشته باشند.

به عنوان یک نقطه ضعف بزرگ آن است سرعت جابجاییزیرا با اعمال این نیروهای عظیم ، چرخهای کاهنده مورد نیاز برای افزایش گشتاور سرعت کشش و جمع شدن را کاهش می دهند. سرعت های 4 تا 20 میلی متر بر ثانیه را می توان در مدل های معمولی ارائه داد. این بدان معنی است که برای تکمیل کل روند خطی ، در صورت طولانی تر و کندتر بودن می توان از چند ده ثانیه به چند دقیقه رسید ...

در مورد او تغذیه، آنها را از ولتاژ یا ولتاژ مختلفی دارید. به عنوان مثال ، معمول این است که آنها 12 یا 24 ولت هستند ، اگرچه بعضی از آنها را می توانید در زیر و بالاتر از آن پیدا کنید. با توجه به میزان مصرف آنها ، در برخی موارد می توانند از 2A تا 5A باشند. همانطور که مشاهده می کنید ، داشتن یک موتور قدرتمند ، مصرف زیاد است ... بنابراین اگر قصد تغذیه آن را دارید با باتری، باید در نظر بگیرید که آنها ظرفیت لازم را دارند.

کنترل محرک خطی

محرک خطی برقی که می توانید برای آردوینو پیدا کنید می تواند انواع مختلفی از آن را داشته باشد کنترل:

  • با پتانسیومتر: با استفاده از یک پتانسیومتر می توانند موقعیت پیستون را انتخاب کنند.
  • با پایان کار: یک سوئیچ محدوده در هر انتها باعث می شود تا به محض رسیدن به بالای صفحه ، خود به خود متوقف شود.
  • خارج از کنترل: آنها هیچ یک از سیستم های کنترل فوق را ندارند.

پین اوت

El پین اوت از یک محرک خطی نمی تواند ساده تر باشد. این دارای دو کابل رسانا برای تغذیه موتور الکتریکی است که در آن ادغام شده است و چیزی بیش از این نیست. بنابراین ، صفر عوارض. تنها نکته ای که باید برای کشیدن یا جمع شدن ساقه به خاطر داشته باشید این است که چرخش موتور باید معکوس شود (قطبیت جریان).

برای آن امکان پذیر است از کنترل کننده پل H استفاده کنید مانند موتورهای جریان مستقیم. ممکن است فکر کنید شخصی مثل او به شما خدمت می کند L298Nتو آنهایی که دیگر دیده می شود ، مانند TB6612FNG و غیره اما حقیقت این است که هیچ یک از آنها قدرت کافی برای این محرکهای خطی را ندارند (اگر بزرگ باشند). بنابراین ، کنترلر می سوزد.

بنابراین ، شما فقط می توانید بسازید کنترل سرعت خودتان با استفاده از ترانزیستورهایی مانند BJT یا MOSFET و حتی رله ها حالت جامد ...

محرک خطی را از کجا بخریم؟

محرک خطی

El قیمت محرک خطی تا حد زیادی به اندازه ، سرعت ، طول و همچنین به نیرویی که می تواند تحمل کند بستگی دارد. معمولاً می توانید آنها را از حدود 20 تا 200 یورو پیدا کنید. و آنها را به راحتی در فروشگاه های الکترونیکی تخصصی یا سایر فروشگاه های آنلاین مانند آمازون پیدا خواهید کرد. مثلا:

بسیاری از این محصولات در برابر آن محافظت می شوند گرد و غبار و پاشیده شدن توسط گواهی IPX54. و به خاطر داشته باشید که توصیه های سازنده ، وزن های نشان داده شده همیشه برای تمام طول های پسوند پشتیبانی نمی شوند ، در بعضی موارد فقط از یک وزن مشخص تا یک پسوند خاص پشتیبانی می شود.

ادغام با آردوینو

محرک خطی و اتصال آردوینو

اگر آنها را با برد آردوینو تلفیق کنید ، این نوع محرک ها می توانند کاربردهای متنوعی داشته باشند. برای این کار اولین چیزی که باید بدانید روشی است که می توانید در آن انجام دهید نمودار اتصال را ایجاد کنید با نشان شما همانطور که می بینید ، این اصلاً پیچیده نیست ، بنابراین عارضه زیادی ایجاد نمی کند.

همانطور که از شماتیک فوق می بینید ، من از دو رله و یک محرک خطی استفاده کرده ام. خطوط رنگی می بینید که موارد زیر را نشان می دهد:

  • قرمز و سیاه: کابل های محرک خطی هستند که به هر یک از رله های استفاده شده می روند.
  • خاکستریهمانطور که مشاهده می کنید در هر یک از رله ها به زمین یا GND متصل شده اید.
  • آزول: به منبع تغذیه Vin برای رله می رود ، در این حالت بین 5 ولت و 12 ولت خواهد بود.
  • سبز: خطوط Vcc ماژول به 5 ولت برد آردوینو شما متصل هستند.
  • خاکستری: همچنین زمین ، از ماژول به Arduino GND متصل است.
  • بنفش و نارنجی: خطوط کنترلی هستند که برای کنترل چرخش به هر یک از پایه های آردوینو می روند. به عنوان مثال ، می توانید به D8 و D9 بروید.

همانطور که برای مثال از کد منبع برای Arduino IDE شما، طرح اصلی برای کنترل اصلی به شرح زیر است:

//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);
}

شما کد را اصلاح کنید تا در صورت تمایل بتوانید پیستون را در موقعیت های خاص کنترل و موقعیت یابی کنید یا عناصر بیشتری اضافه کنید ...


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند با *

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.