Джереми Блум - Изучаем Arduino - инструметы и методы технического волшебства

Перед включением питания проверьте следующее:

• убедитесь, что земля от батареи 9 В соединена с землей платы Arduino, для этого можно общую шину земли на макетной плате, как показано на рис. 4.3;

• убедитесь, что провод питания +9 В не подключен к проводу питания +5 В;

• убедитесь, что транзистор подключен правильно;

• убедитесь, что диод включен правильно; конденсатор керамический, для него полярность не имеет значения.

Пришло время заставить двигатель вращаться. На вал двигателя можно прикрепить кусочек клейкой ленты, чтобы оценить скорость вращения. Перед написанием программы необходимо проверить работу схемы. Подсоединим батарею, подадим питание на плату Arduino через USB-кабель, подключим базу транзистора к выводу +5 В, это имитирует высокий логический уровень на выходном контакте Arduino.

Вал двигателя должен начать вращаться. При подключении базы транзистора

- 88 -

к земле двигатель останавливается. Если это не так, проверьте правильность монтажа. Если все работает как описано, переходим к следующему шагу - программированию.

Рис. 4.3. Подключение двигателя постоянного тока

4.7. Управление скоростью вращения двигателя с помощью шимпрограмма для управления скоростью вращения двигателя (листинг 4.1) будет похожа на программу регулировки яркости светодиодов ночника из главы 3. Появление на выходе платы Arduino ШИМ-сигнала вызывает быстрый запуск и остановку двигателя с разным периодом, что эквивалентно изменению скорости вращения.

- 89 -

Листинг 4.1. Автоматическое управление скорость двигателя - motor.ino

// Пример управления скоростью вращения двигателя

const int MOTOR=9;// Вывод 9 Arduino для подключения двигателя

void setup()

{

pinMode (MOTOR, OUTPUT);

}

void loop()

{

for (int i=0; i<256; i++)

{

analogWrite(MOTOR, i);

delay(10);

}

delay(2000);

for (int i=255; i>=0; i--)

{

analogWrite(MOTOR, i);

delay (10);

}

delay(2000);

}

Если все собрано правильно, то после запуска программы скорость вращения двигателя сначала плавно увеличится, а затем уменьшится. На основе описанного проекта можно сконструировать, например, макет движущегося робота.

Воспользуемся нашими знаниями аналоговых датчиков и попробуем вручную управлять скоростью вращения вала двигателя с помощью потенциометра. Подсоединим потенциометр к аналоговому входу A0, как показано на рис. 4.4. Обратите внимание, что контакт Arduino 5 В необходимо соединить с шиной питания на макетной плате.

Теперь изменим программу так, чтобы управлять скоростью вращения двигателя, регулируя положение ручки потенциометра. При полностью выведенном движке потенциометра двигатель остановлен, при полностью введенном - вал двигателя вращается с максимальной скоростью. Не забывайте, что контроллер Arduino работает очень быстро, цикл повторяется несколько тысяч раз в секунду! Поэтому малейшее изменение положения движка потенциометра сразу же сказывается на частоте вращения двигателя. Описанный алгоритм реализует программный код, приведенный в листинге 4.2. Загрузите программу в плату Arduino и регулируйте скорость вращения двигателя с помощью потенциометра.

- 90 -

Рис. 4.4 Схема подключения потенциометра для регулировки скорости вращения

Листинг 4.2. Регулирование скорости двигателя - motor_pot.ino

const int MOTOR=9;

const int POT=0;

int val = 0;

// Вывод 9 Arduino для подключения двигателя

// Вывод A0 Arduino для подключения потенциометра

void setup()

{

pinMode (MOTOR, OUTPUT);

}

void loop()

{

val = analogRead(POT);

val = map(val, 0, 1023, 0, 255);

analogWrite(MOTOR, val);

}

- 91 -

Вы научились изменять скорость вращения двигателя постоянного тока. Это позволит управлять движением робота, но лишь в том случае, если он будет двигаться только вперед. Однако любой двигатель постоянного тока способен вращаться в двух направлениях. Для изменения направления вращения применим устройство, называемое H-мостом. Принцип работы H-моста поясняет схема, изображенная на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Схема работы Н-моста

Почему схема называется H-мостом? Ответ прост. Обратите внимание, что изображение двигателя в сочетании с четырьмя переключателями похоже на прописную букву "И". Хотя на схеме изображены просто выключатели, на самом деле это транзисторы, подобные тем, которые были в предыдущем примере. В реальной схеме H-моста также есть некоторые дополнительные цепи, в том числе защитные диоды.