Autonom kontroll av motorns varvtal med hjälp av feedbacksystem från en IR -baserad varvräknare: 5 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Det finns alltid ett behov av att automatisera en process, vare sig det är en enkel/monstruös. Jag fick idén att göra detta projekt från en enkel utmaning som jag mötte när jag hittade metoder för att vattna/bevattna vår lilla bit mark. nuvarande matningsledningar och dyra generatorer (för att driva vår pump) ökade svårigheten.

Så vad vi bestämde oss för att göra är att anordna en metod som skulle vara billig och enkel att använda, även av en arbetare. Vi bestämde oss för att montera pumpen på vår gamla skoter (driftskick) och köra den med skoterhjulets axel. bra och bra, vi gjorde den mekaniska enheten och remdrivningen och testade den, och det var en succé.

Men ett annat problem var att när motorn var igång måste en person alltid vara nära scootern för att övervaka varvtalet och manuellt justera den med gasreglaget. Så detta projekt gjordes av oss så att arbetaren kan ställa in önskat varvtal han vill få motorn att gå och sköta annat arbete på gården.

Uppsättningen består av:

1. En IR -baserad varvräknare (för att mäta varvtal).
2. En knappsats för att ange varvtalet.
3. En LCD -display för att visa övervakat varvtal och aktuellt varvtal.
4. En stegmotor för att öka/minska gasreglaget.
5. Slutligen en mikrokontroller för att hantera alla dessa processer.

Steg 1: Ordna nödvändiga delar

Tidigare gav jag bara en översikt över vad komponenterna skulle vara.

De faktiska komponenterna som krävs är:

1. En mikrokontroller (jag använde en Arduino Mega 2560).
2. En L293D motordrivrutin IC (eller en utbrottskort kommer att göra).
3. En 16 X 2 LCD -skärm.
4. En infraröd/närhetssensor (modellnummer är STL015V1.0_IR_Sensor)
5. En unipolär stegmotor (jag använde en 5-tråds stegmotor, 12 V).
6. En 4 X 4 knappsats.
7. Par 220 ohm, 1000 ohm motstånd.
8. En 10k potentiometer.
9. Anslutningstrådar, färgade trådar, strippare.
10. Brödbrädor.
11. Ett 12V batteri för att driva stegmotorn.
12. En 5V matning för att driva Arduino.

Och det är allt du behöver för att komma igång, folk!

Steg 2: Övergripande processflöde

Flödet av processen är följande:

1. Installationen är påslagen och vänta tills kalibreringen av all enhet är klar.
2. Användaren ska mata in önskat varvtal med knappsatsen.
3. Motorns homing sker. Detta görs vanligtvis så att en konstant referenspunkt dikteras till motorn så att när installationen slås på är motorns utgångsläge alltid konstant och tas som referenspunkt.
4. Slå på motorn/vilken maskin som helst som ska rotera ett hjul.
5. Mätningen av varvtalet sker och visas på LCD -skärmen.
6. Det är här återkopplingssystemet kommer in i bilden. Om det detekterade varvtalet är mindre än det önskade varvtalet, stegmotorn steg så att det ökar gasen
7. Om det detekterade varvtalet är mer än det önskade varvtalet, stegmotorn stiger så att det minskar gasen.
8. Denna process äger rum tills önskat varvtal har uppnåtts, när det nåtts stannar steget stilla.
9. Användaren kan stänga av systemet om det behövs med en huvudströmbrytare.

Steg 3: Gör de nödvändiga anslutningarna

Anslutningar för stegmotorn:

Eftersom jag använder en 5-tråds stegmotor är 4 ledningar för att spänna spolarna och den andra är ansluten till marken. Det är inte alltid nödvändigt att ordningen på de 4 ledningar som kommer ut ur motorn är samma ordning för att ge spolarna spänning. Du måste manuellt ta reda på beställningen med hjälp av en multimätare, såvida det inte uttryckligen anges, eller hänvisa till din motors datablad. Dessa 4 ledningar är anslutna till utgångarna på L293D IC eller din motorförare.

2. Anslutningar för L293D IC:

Anledningen till att du kommer att använda en motordrivrutin är att din 12V stegmotor inte kan fungera ordentligt på en 5V -strömförsörjning och du kommer att steka ditt arduino -kort för att pumpa matningen till motorn. Stiftdiagrammet för IC kan hittas på webben eftersom det är i stort sett en standardväxlings -IC. Stiften och deras anslutningar är

• EN1, EN2: Aktivera (alltid hög eller '1') eftersom det är en standardavkodare och vanligtvis har en extra ingång som heter Aktivera. Output genereras bara när Enable input har värde 1; annars är alla utgångar 0.
• Stift 4, 5, 12, 13: De är anslutna till marken.
• Stift 2, 7, 10, 15: De är ingångsstiften från mikrokontrollen.
• Stift 3, 6, 11, 14: De är utgångsstiften som är anslutna till stegmotorns 4 stift.

3. Anslutningar till LCD -skärmen:

LCD -skärmen har 16 stift där 8 är för dataöverföring och oftast kan du bara använda 4 av de 8 stiften. Anslutningarna är:

• Vss: mark
• Vdd: + 5V
• Vo: till potentiometer (för att justera kontrast)
• RS: till digital stift 12 av arduino
• R/W: mark.
• E: till stift 11 på arduino.
• Datastiften 4, 5, 6, 7: till stift 5, 4, 3, 2 på arduino respektive.
• LED +: Till + 5V med 220 ohm motstånd.
• LED-: till jord.

4. Anslutningar till tangentbordet 4 X 4:

Anslutningarna här är ganska enkla. Det finns totalt 8 stift som kommer ut från knappsatsen och de går alla direkt till de digitala stiften på arduino. 4 är för kolumner är 4 för rader. Stiften på arduino är 46, 48, 50, 52, 38, 40, 42, 44.

5. gränssnitt IR -sensor till arduino:

Detta steg är också enkelt eftersom det bara kommer 3 stift från närhetssensorn, +5V, utgång, jordad. Utgångsstiften ges till analog i Ao -stift på arduino.

Och det är alla, vi är ganska klara och nästa steg är att bara ladda upp min kod som jag har bifogat den här!

Vänligen hänvisa till kretsschemat jag gjorde med kabeldragning av alla komponenter i bilden ovan.

Steg 4: Mekanisk koppling av stegmotor till gasreglage

När elektronikdelen är klar kopplar nästa del stegaxeln till gasreglaget.

Systemet är sådant att när motorns varvtal sjunker, stegmotorn stiger till höger, trycker spaken framåt och höjer varvtalet. På samma sätt, när varvtalet är för högt, går det bakåt för att dra spaken bakåt för att minska varvtalet.

Videon visar det.

Steg 5: Koden

Dess skrivna Arduino IDE -folk.

Ladda också ner nödvändiga bibliotek för detta.

Tack.