メカトロニクスは、力学と電子工学を組み合わせた分野であり、ロボット工学、電子工学、コンピューティング、電気通信、制御などを利用する工学の学際的な分野です。 電子DIYプロジェクトを超えて、メカトロニクスプロジェクトの実験を開始するには、次のようなデバイスの統合を開始できます。 エンジン O·エル リニアアクチュエータ あなたのArduinoのために。
それはあなたを開きます 可能性の新しい世界 メーカー向け。 実際、このリニアアクチュエータは、可動動作を実行したり、他の要素に力を加えたりする機能を備えた最も実用的です。 もっと知りたいですか? 私たちはあなたに言います...
リニアアクチュエータの種類
アクチュエータにはいくつかの種類がありますが、この記事では、電気モーターを使用してプランジャーを駆動するアクチュエータに焦点を当てます。 ただし、他のタイプもある可能性があることを知っておく必要があります。
- 油圧:ピストンを動かすためにある種の流体を使用します。例としては、これらのピストンと油圧を使用して関節式アーム、油圧プレスなどを動かす多くの農業機械や掘削機の例があります。
- 電気:電気モーターで動くエンドレススクリューを使って動きを発生させるアクチュエーターです。 また、磁場を利用してピストンやプランジャーを動かし、磁場がかかっていないときにバネを使って元の位置に戻すソレノイドタイプ(電磁石)もあります。 実用的な例は、この記事で紹介する最後の例、またはロボット工学、一般的な機械装置などの他の多くの例です。
- タイヤ:油圧の場合のように液体ではなく、空気を流体として使用します。 これらの例は、いくつかの教育センターの技術ワークショップで見られる典型的なリニアアクチュエータです。
このデバイスの最終的な目標は エネルギーを変換する この場合、線形推力での油圧、電気、または空気圧。したがって、力、推力を発揮し、レギュレーターとして機能し、他のメカニズムをアクティブにします。
電子リニアアクチュエータについて
基本的に 電動リニアアクチュエータ それは電気モーターに過ぎず、時には NEMAになることができます すでに見たように。 このモーターはシャフトを回転させ、ギアまたは歯付きチェーンの組み合わせによって、エンドレススクリューを回転させます。 このエンドレススクリューは、ピストンまたはロッドを一方向または別の方向にスライドさせる役割を果たします(回転方向によって異なります)。
その エンボロ それは、何かを押す、何かを引っ張る、力を加えるなどのアクチュエータとして機能するものになります。 アプリケーションは非常に幅広いです。 ご覧のように、それはあまり多くの謎を持たない非常に単純なものです。
これらのリニアアクチュエータは、他の非線形アクチュエータとは異なり、発揮できるという利点があります。 大きな力と変位 かなり(モデルによって異なります)。 ただし、Arduinoの場合、20〜150 Kgf(キログラム力またはキロポンド)、および100〜180mmの変位が可能なモデルがいくつかあります。
大きな欠点は 変位の速度これらの巨大な力を加えることにより、トルクを増加させるために必要な減速ホイールは、伸長および収縮の速度を低下させるためです。 一般的なモデルでは、4〜20 mm / sの速度を指定できます。 これは、線形プロセス全体が、長くて遅い場合、数十秒から数分になる可能性があることを意味します...
彼は 給餌、あなたはさまざまな電圧または電圧のそれらを持っています。 たとえば、通常は12または24vですが、その上下にいくつかあります。 それらの消費に関しては、場合によっては2Aから5Aの範囲になります。 ご覧のとおり、強力なエンジンであるため、消費量が多くなります。 電池付き、必要な容量があることを考慮する必要があります。
リニアアクチュエータ制御
Arduino用に見つけることができる電動リニアアクチュエータには、さまざまなタイプがあります コントロール:
- ポテンショメータ付き:ポテンショメータを使用して、ピストンの位置を選択できます。
- キャリアの終わりとともに:両端のリミットスイッチは、最上部に達すると自動的に停止します。
- 制御不能: 上記の制御システムはありません。
ピン配置
El ピン配置 リニアアクチュエータはこれ以上ないほど簡単です。 それはそれが統合する電気モーターに供給するためのXNUMX本の導電性ケーブルを持っています、そしてそれ以上のものはありません。 したがって、合併症はありません。 ステムを伸ばしたり縮めたりするために覚えておくべき唯一のことは、モーターの回転を逆にする必要があるということです(現在の極性)。
それを可能にするためにあなたはすることができます Hブリッジコントローラーを使用する 直流モーターに使用されるもののように。 あなたは彼のような誰かがあなたに仕えていると思うかもしれません L298N、u 他人 TB6612FNGなどが見られます。 しかし、真実は、それらのどれもこれらのリニアアクチュエーターに十分なパワーを持っていないということです(それらが大きい場合)。 したがって、コントローラーが焼損します。
したがって、ビルドすることしかできません あなた自身の速度制御 BJTやMOSFETのようなトランジスタを使用し、さらには リレー 固体の状態 ...
リニアアクチュエータはどこで購入できますか?
El PRECIO リニアアクチュエータのサイズは、サイズ、速度、長さ、およびそれに耐えることができる力に大きく依存します。 あなたは通常およそ€20から€200までそれらを見つけることができます。 そして、あなたはそれらを専門の電気店またはアマゾンのような他のオンラインストアで簡単に見つけるでしょう。 例えば:
- 400g、4mmの力を発揮できるソーシングマップソレノイドアクチュエータ
- Justech DC12Vリニアアクチュエーター最大72kgおよびトラベル150mm
- LHQ-HQ DC 12v、容量80 kg、移動量50mm
- 最大12mmのシーフロント300Vと150kgの重量をサポート(50mmと推定)
- 製品が見つかりません。
これらの製品の多くは、 ほこりや水しぶき IPX54証明書による。 また、メーカーの推奨事項に留意してください。示された重量は、すべての延長長さで常にサポートされているわけではありません。場合によっては、特定の延長まで特定の限界重量のみがサポートされます。
Arduinoとの統合
これらのタイプのアクチュエータは、Arduinoボードと統合すると、さまざまな実用的な用途があります。 これを行うために、あなたが最初に知っておくべきことはあなたができる方法です 接続図を作成する あなたのバッジで。 ご覧のとおり、複雑ではないので、それほど複雑ではありません。
私が描いた上記の回路図からわかるように、私はXNUMXつのリレーとリニアアクチュエータを使用しました。 ザ・ 色付きの線 表示されるのは、次のことを表しています。
- 赤と黒:は、使用される各リレーに接続するリニアアクチュエータのケーブルです。
- グレー:ご覧のとおり、各リレーのアースまたはGNDに接続しています。
- アスル:リレーの電源Vinに送られます。この場合、5vから12vの間になります。
- ヴェルデ レジデンス (Verde Residence):モジュールのVccラインはArduinoボードの5vに接続されています。
- グレー:モジュールからArduinoGNDに接続されたアースもあります。
- 紫とオレンジ:スピンを制御するためにArduinoピンのいずれかに行く制御線です。 たとえば、D8とD9に移動できます。
の例について ArduinoIDEのソースコード、基本制御のスケッチは次のようになります。
//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); }
あなた コードを変更する 必要に応じてプランジャーを制御して特定の位置に配置したり、要素を追加したりできます...