Arduino 용 선형 액추에이터 : 프로젝트를위한 메카트로닉스

메카트로닉스는 기계 공학과 전자 공학을 혼합하는 학문으로, 로봇 공학, 전자 공학, 컴퓨팅, 통신, 제어 등을 활용하는 엔지니어링의 다 학문 분야입니다. 전자 DIY 프로젝트를 넘어서 메카 트로닉 프로젝트 실험을 시작하려면 다음과 같은 장치 통합을 시작할 수 있습니다. 엔진 O 엘 선형 액추에이터 Arduino를 위해.

그것은 당신을 엽니 다 새로운 가능성의 세계 제작자를 위해. 사실,이 선형 액추에이터는 이동 동작을 수행하거나 다른 요소에 힘을 가할 수있는 기능을 갖춘 가장 실용적입니다. 더 알고 싶습니까? 우리는 당신에게 말합니다 ...

선형 액추에이터의 유형

여러 유형의 액추에이터가 있지만이 기사에서는 전기 모터를 사용하여 플런저를 구동하는 것에 초점을 맞출 것입니다. 그러나 다른 유형도있을 수 있음을 알아야합니다.

• 유압: 피스톤을 움직이기 위해 어떤 종류의 유체를 사용합니다. 예를 들어 많은 농기계 나 굴착기에서 이러한 피스톤과 유압을 사용하여 관절 식 암, 유압 프레스 등을 움직입니다.
• 전기: 전동기에 의해 움직이는 무한 나사를 사용하여 움직임을 발생시키는 액추에이터입니다. 자기장을 사용하여 피스톤이나 플런저를 이동시키고 스프링을 사용하여 자기장이 가해지지 않을 때 원래 위치로 되 돌리는 솔레노이드 유형 (전자석)도 있습니다. 실용적인 예는 제가이 기사에서 제시하는 마지막 예이거나 로봇 공학, 일반적인 기계 장치 등의 다른 많은 예가 될 수 있습니다.
• 타이어: 그들은 유압의 경우처럼 액체 대신 공기를 유체로 사용합니다. 이들의 예는 일부 교육 센터의 기술 워크숍에서 볼 수있는 일반적인 선형 액추에이터입니다.

이 장치의 궁극적 인 목표는 에너지를 바꾸다 이 경우 선형 추력에서 유압, 전기 또는 공압을 사용하여 힘, 추력을 발휘하고 조절기 역할을하고 다른 메커니즘을 활성화합니다.

전자 선형 액추에이터 정보

기본적으로 전기 선형 액추에이터 그것은 전기 모터에 지나지 않으며 때로는 NEMA 일 수 있음 이미 본 것처럼. 이 모터는 샤프트를 회전하고 기어 또는 톱니 체인의 조합을 통해 무한 나사를 돌립니다. 이 무한 나사는 피스톤 또는로드를 한 방향 또는 다른 방향 (회전 방향에 따라 다름)으로 슬라이딩하는 역할을합니다.

그 플런저 그것은 무언가를 밀고, 당기고, 힘을 가하는 등의 액추에이터 역할을 할 것입니다. 응용 프로그램은 상당히 넓습니다. 보시다시피, 그것은 너무 많은 수수께끼를 가지고 있지 않은 아주 단순한 것입니다.

이러한 선형 액추에이터는 다른 비선형 액추에이터와 달리 큰 힘과 변위 상당합니다 (모델에 따라 다름). 그러나 Arduino의 경우 20 ~ 150Kgf (킬로그램 힘 또는 킬로 폰드)와 변위가 100 ~ 180mm 인 모델이 있습니다.

큰 단점은 변위 속도이러한 엄청난 힘을 가하면 토크를 높이는 데 필요한 감속 휠이 확장 및 후퇴 속도를 낮출 수 있기 때문입니다. 일반적인 모델에서는 4 ~ 20mm / s의 속도를 제공 할 수 있습니다. 이것은 전체 선형 프로세스가 더 길고 느린 경우 수십 초에서 몇 분까지 갈 수 있음을 의미합니다 ...

핀아웃

El 핀 선형 액추에이터의 경우 더 간단 할 수 없습니다. 통합 된 전기 모터에 공급하는 두 개의 전도성 케이블이 있으며 그 이상은 아닙니다. 따라서 합병증이 없습니다. 스템을 확장하거나 축소 할 때 염두에 두어야 할 유일한 사항은 모터의 회전이 역전되어야한다는 것입니다 (전류 극성).

가능하려면 H- 브리지 컨트롤러 사용 직류 모터에 사용되는 것과 같습니다. 그와 같은 사람이 당신에게 봉사한다고 생각할 수도 있습니다. L298N, u 다른 사람들 TB6612FNG 등과 같은 그러나 진실은 이들 중 어느 것도 이러한 선형 액추에이터를위한 충분한 전력을 가지고 있지 않다는 것입니다 (큰 경우). 따라서 컨트롤러가 타 버릴 것입니다.

따라서 자신의 속도 제어 BJT 또는 MOSFET과 같은 트랜지스터를 사용하고 릴레이 고체 상태 ...

선형 액추에이터는 어디에서 구입할 수 있습니까?

El precio 선형 액추에이터의 크기, 속도, 길이 및 견딜 수있는 힘에 따라 크게 달라집니다. 일반적으로 약 € 20에서 € 200까지 찾을 수 있습니다. 그리고 전문 전자 제품 매장이나 Amazon과 같은 다른 온라인 매장에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 예를 들면 :

• 400g 및 4mm의 힘을 발휘할 수있는 Sourcingmap 솔레노이드 액추에이터
• Justech DC 12V 선형 액추에이터 최대 72kg 및 150mm 이동
• LHQ-HQ DC 12v (80kg 및 50mm 이동 용량 포함)
• Seafront 12V 최대 300mm 및 150kg 지원 무게 (50mm로 추정)
• 제품이 없습니다.

이러한 제품의 대부분은 먼지와 튀기다 IPX54 인증서로. 그리고 제조업체의 권장 사항을 명심하십시오. 표시된 중량이 모든 확장 길이에 대해 항상 지원되는 것은 아닙니다. 어떤 경우에는 특정 확장까지 특정 제한 중량 만 지원됩니다.

Arduino와 통합

이러한 유형의 액추에이터는 Arduino 보드와 통합하면 다양한 실제 용도를 가질 수 있습니다. 이를 위해 가장 먼저 알아야 할 것은 연결 다이어그램 만들기 배지와 함께. 보시다시피, 전혀 복잡하지 않으므로 너무 복잡하지 않습니다.

제가 그린 위의 회로도에서 볼 수 있듯이 두 개의 릴레이와 선형 액추에이터를 사용했습니다. 그만큼 컬러 라인 다음을 나타냅니다.

• 빨강과 검정: 사용 된 각 릴레이로 연결되는 선형 액추에이터의 케이블입니다.
• 회색: 보시다시피 각 릴레이에서 접지 또는 GND에 연결했습니다.
• 봤어: 릴레이의 전원 공급 장치 Vin으로 이동합니다.이 경우 5v에서 12v 사이입니다.
• 녹색: 모듈의 Vcc 라인은 Arduino 보드의 5v에 연결됩니다.
• 회색: 또한 접지, 모듈에서 Arduino GND로 연결됩니다.
• 보라색과 주황색: 스핀을 제어하기 위해 Arduino 핀으로 이동할 제어 라인입니다. 예를 들어 D8 및 D9로 이동할 수 있습니다.

예를 들어 Arduino IDE의 소스 코드, 기본 제어에 대한 스케치는 다음과 같습니다.

//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);
}

너 코드 수정 원하는 경우 특정 위치에서 플런저를 제어하고 배치하거나 더 많은 요소를 추가 할 수 있습니다.