Kurs_Arduino.pdf

(433 KB) Pobierz
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
KURS
Obsługa modułu AVTduino
Motor w Arduino
W  artykule opiszemy programową obsługę modułu AVTduino Motor
dla systemu Arduino UNO, którego konstrukcję opisano w  bieżącym
numerze „Elektroniki Praktycznej” w  rubryce „miniprojekty”.
Umożliwia on sterowanie czterema silnikami prądu stałego oraz ma
elementy, które pozwalają na budowę nieskomplikowanego interfejsu
użytkownika.
while(digitalRead(SW1) ==
LOW); //oczekiwanie na puszc-
zenie przycisku SW1
}
jest realizowana obsługa przycisku S1,
którego naciśnięcie zmienia na przeciw-
ny stan zmiennej laga1_on . Od tej lagi
zależy załączenie silników M1 i M2. Ko-
mendy:
if (digitalRead(SW2) == LOW) {
//Sprawdzenie czy naciśnięty
przycisk SW2
laga1_obr=!laga1_obr; //
odwrócenie stanu lagi1_obr
wskazującej kierunek obrotów
while(digitalRead(SW2) ==
LOW); //oczekiwanie na puszc-
zenie przycisku SW2
}
dotyczą obsługi przycisku S2, którego naciś-
nięcie zmienia stan lagi laga1_obr , od której
zależy kierunek obrotów silnika (izycznie
kierunek obrotów silnika jest uzależniony
od polaryzacji dwóch linii zasilających dany
silnik). W komendach:
if (laga1_on == 1) { //
Sprawdzenie czy ustawiona jest
laga1_on, jeśli tak to
digitalWrite(Motor_1_S,
HIGH); //załączenie silnika M1
digitalWrite(Motor_2_S,
HIGH); //załączenie silnika M2
digitalWrite(LED1, LOW); //
załączenie diody Led 1
}
else //w przeciwnym razie
{
digitalWrite(Motor_1_S, LOW);
//wyłączenie silnika M1
digitalWrite(Motor_2_S, LOW);
//wy łą czenie silnika M2
digitalWrite(LED1, HIGH); //
wyłączenie Led1
}
jest sprawdzany stan lagi laga1_on . Jeśli
jest ustawiona, załączane są silniki M1 i M2.
Załączana jest również dioda Led1 (wyzero-
wanie wyjścia sterującego Led1). Przeciwny
stan lagi laga1_on spowoduje ustawienie
na liniach załączających silniki M1 i M2 po-
ziomu niskiego, co spowoduje ich wyłącze-
nie. Instrukcje
if (laga1_obr == 1) {
//Sprawdzenie czy ustawiona la-
ga1_obr, jeśli tak to
Moduł ma wbudowane dwie diody LED,
cztery przyciski oraz dwa potencjometry, któ-
rych można użyć do sygnalizowania statusu
sterownika Arduino oraz do sterowania pręd-
kością obrotową silnika z  wykorzystaniem
sygnału PWM. Moduł sterujący silnikami DC
będzie podstawowym układem przeznaczo-
nym do budowy pojazdów czy robotów.
Na rysunku 1 pokazano sposób dołącze-
nia do modułu silników zasilanych prądem
stałym, które dodatkowo powinny być za-
bezpieczone diodami. Układ sterujący pracą
silników umożliwia ich załączanie, wyłącza-
nie, zmianę kierunku obrotów oraz zmiany
prędkości poprzez sterowanie sygnałem
PWM jednego z wejść driverów sterujących
danym silnikiem. Przykład obsługi jest prze-
znaczony dla użytkowników systemu Ar-
duino, którzy na jego podstawie będą mogli
zrozumieć ideę sterowania silnikami i łatwo
zaadaptować go do własnych potrzeb.
Na listingu 1 zamieszczono przykłado-
wy program testowy dla modułu AVTduino
Motor. Program ten umożliwia sterowanie
4 silnikami. Dwa silniki będą obracały się
w umownym kierunku „w lewo”, natomiast
dwa „w prawo”. Naciśnięcie przycisku S1
umożliwia włączenie lub wyłączenie silni-
ków M1 i M2, a S3 silników M3 i M4. Dioda
LED1 sygnalizuje załączenie silników M1
i M2, natomiast LED2 silników M3 i M4.
Przycisk S2 umożliwia zmianę kierunku
obrotów silników M1 i M2 na przeciwny,
a przycisk S4 silników M3 i M4. Potencjo-
metr Pot1 służy do regulowania prędkości
obrotowej silników M1 i M2, a potencjometr
Pot2 silników M3 i M4.
W programie w pierwszej kolejności de-
iniowane są stałe, w których zdeiniowano
numery portów. Jako kolejne deiniowane są
zmienne (lagi), które sygnalizują stan silni-
ków. W procedurze setup() są konigurowane
linie sterujące silnikami oraz diodami LED
jako wyjściowe, a linie, do których dołączo-
no przyciski, jako wejściowe. W procedurze
głównej programu loop() za pomocą komen-
dy mot1 = analogRead(A0) jest odczytywana
wartość analogowa z  potencjometru Pot1.
Liczba to zostaje zapamiętana w zmiennej
Mot1 . Podobnie, w dalszej części programu,
jest odczytywana nastawa potencjometru
Pot2 i odpowiadająca jej liczba jest zapisy-
wana do zmiennej Mot2 . W instrukcjach:
if (digitalRead(SW1) == LOW) {
//Sprawdzenie czy naciśniety
przycisk SW1
laga1_on=!laga1_on; //
odwrócenie stanu lagi laga1_on
wskazującej załączenie silnika M1
i M2
Rysunek 1. Dołączenie silników prądu stałego do układu L297
102
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2011
873678103.002.png 873678103.003.png
Obsługa modułu AVTduino Motor w Arduino
Listing 1. Program przykładowy demonstrujący działanie AVTduino Motor
/*
Przykład obsługi komponentów, jakie zawiera moduł obsługi silników DC dla Arduino UNO.
Program zawiera przykład koniguracji i obsługi:
- sterowanie 4 silnikami
- regulacja predkości silnikow
- zmiana kierunku obrotu
Przycisk S1 i S3 umożliwiaja właczenie silników, przyciski S2, S4 zmianę kierunku obrotów, natomiast potencjometry
umożliwiają regulację prędkości.
Moduł steruje 4 silnikami w dwóch grupach, w których każdy obraca się w przeciwnym kierunku.
Dioda Led1 wskazuje włączenie silnika M1, M2, a Led2 silnika M3 i M4
*/
const int Motor_1_A = 12;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Motor_1_B = 10;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Motor_2_A = 11;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Motor_2_B = 9;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Motor_3_A = 3;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Motor_3_B = 5;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Motor_4_A = 6;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Motor_4_B = 4;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Motor_1_S = 13;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Motor_2_S = 8;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Motor_3_S = 2;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Motor_4_S = 7;
//przypisanie aliasow linia portów
const int LED1 = A2;
//przypisanie aliasow linia portów
const int LED2 = A3;
//przypisanie aliasow linia portów
const int SW1 = 1;
//przypisanie aliasow linia portów
const int SW2 = 0;
//przypisanie aliasow linia portów
const int SW3 = A4;
//przypisanie aliasow linia portów
const int SW4 = A5;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Pot1 = A0;
//przypisanie aliasow linia portów
const int Pot2 = A1;
//przypisanie aliasow linia portów
byte laga1_on = 0;
//zmienna laga
byte laga1_obr = 0;
//zmienna laga
byte laga2_on = 0;
//zmienna laga
byte laga2_obr = 0;
//zmienna laga
int mot1;
//zmienna wartości z potencjometru Pot1
int mot2;
//zmienna wartości z potencjometru Pot2
void setup()
//procedura koniguracyjna
{
pinMode(Motor_1_A, OUTPUT);
//koniguracja linii
digitalWrite(Motor_1_A, LOW);
pinMode(Motor_1_B, OUTPUT);
//koniguracja linii
digitalWrite(Motor_1_B, LOW);
pinMode(Motor_2_A, OUTPUT);
//koniguracja linii
digitalWrite(Motor_2_A, LOW);
pinMode(Motor_2_B, OUTPUT);
//koniguracja linii
digitalWrite(Motor_2_B, LOW);
pinMode(Motor_3_A, OUTPUT);
//koniguracja linii
digitalWrite(Motor_3_A, LOW);
pinMode(Motor_3_B, OUTPUT);
//koniguracja linii
digitalWrite(Motor_3_B, LOW);
pinMode(Motor_4_A, OUTPUT);
//koniguracja linii
digitalWrite(Motor_4_A, LOW);
pinMode(Motor_4_B, OUTPUT);
//koniguracja linii
digitalWrite(Motor_4_B, LOW);
pinMode(Motor_1_S, OUTPUT);
//koniguracja linii
digitalWrite(Motor_1_S, LOW);
pinMode(Motor_2_B, OUTPUT);
//koniguracja linii
digitalWrite(Motor_2_S, LOW);
pinMode(Motor_3_S, OUTPUT);
//koniguracja linii
digitalWrite(Motor_3_S, LOW);
pinMode(Motor_4_B, OUTPUT);
//koniguracja linii
digitalWrite(Motor_4_S, LOW);
pinMode(LED1, OUTPUT);
//koniguracja Led1
digitalWrite(LED1, HIGH);
pinMode(LED2, OUTPUT);
//koniguracja Led2
digitalWrite(LED2, HIGH);
pinMode(SW1, INPUT);
//koniguracja linii do których dołączono przyciski jako wejścia
pinMode(SW2, INPUT);
pinMode(SW3, INPUT);
//koniguracja linii do których dołączono przyciski jako wejścia
pinMode(SW4, INPUT);
digitalWrite(SW1, HIGH);
//dołączenie do linii do których dołączono przyciski rezystorów
//podciągajacych co wymusi na nich domyslnie stan wysoki
digitalWrite(SW2, HIGH);
digitalWrite(SW3, HIGH);
//dołączenie do linii do których dołączono przyciski rezystorów
//podciągajacych co wymusi na nich domyślnie stan wysoki
digitalWrite(SW4, HIGH);
analogReference(DEFAULT);
//koniguracja przetwornika A/C
}
void loop()
//petla główna programu
{
mot1 = analogRead(A0);
//odczyt wartości analogowej z Pot1
delay(10);
//opóźnienie 10 ms
mot2 = analogRead(A1);
//odczyt wartości analogowej z Pot2
delay(10);
//opóźnienie 10 ms
if (digitalRead(SW1) == LOW) {
//Sprawdzenie czy naciśniety przycisk SW1
laga1_on=!laga1_on;
//odwrocenie stanu lagi laga1_on wskazujacej załączenie silnika M1 i M2
while(digitalRead(SW1) == LOW);
//oczekiwanie na puszczenie przycisku SW1
}
if (digitalRead(SW2) == LOW) {
//Sprawdzenie czy naciśnięty przycisk SW2
laga1_obr=!laga1_obr;
//odwrócenie stanu lagi1_obr wskazujacej kierunek obrotów
while(digitalRead(SW2) == LOW);
//oczekiwanie na puszczenie przycisku SW2
}
if (laga1_on == 1) {
//Sprawdzenie czy ustawiona jest laga1_on, jesli tak to
digitalWrite(Motor_1_S, HIGH);
//załączenie silnika M1
digitalWrite(Motor_2_S, HIGH);
//załączenie silnika M2
103
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2011
873678103.004.png
KURS
Listing 1. c.d.
digitalWrite(LED1, LOW); //zalaczenie diody Led 1
}
else //w przeciwnym razie
{
digitalWrite(Motor_1_S, LOW); //wylaczenie silnika M1
digitalWrite(Motor_2_S, LOW); //wylaczenie silnika M2
digitalWrite(LED1, HIGH); //wylaczenie Led1
}
if (laga1_obr == 1) { //Sprawdzenie czy ustawiona laga1_obr, jesli tak to
analogWrite(Motor_1_A, (255-(mot1/4))); //zapisanie wartosci PWM odczytanej z pot1 do M1
digitalWrite(Motor_1_B, HIGH); //ustawienie drugiej linii M1
analogWrite(Motor_2_A, (255-(mot1/4))); //zapisanie wartosci PWM z Pot1 do M2
digitalWrite(Motor_2_B, HIGH); //ustawienie drugiej linii M2
}
else //w przeciwnym razie
{
analogWrite(Motor_1_A, mot1/4); //zapisanie wartosci PWM odczytanej z pot1 do M1
digitalWrite(Motor_1_B, LOW); //zerowanie drugiej linii M1
analogWrite(Motor_2_A, mot1/4); //zapisanie wartosci PWM odczytanej z pot1 do M2
digitalWrite(Motor_2_B, LOW); //zerowanie drugiej linii M2
}
if (digitalRead(SW3) == LOW) { //Sprawdzenie czy nacisniety przycisk SW3
laga2_on=!laga2_on; //odwrocenie stanu lagi laga2_on wskazujacej zalaczenie silnika M3 i M4
while(digitalRead(SW3) == LOW); //oczekiwanie na puszczenie przycisku SW3
}
if (digitalRead(SW4) == LOW) { //Sprawdzenie czy nacisniety przycisk SW4
laga2_obr=!laga2_obr; //odwrocenie stanu lagi2_obr wskazujacej kierunek obrotow
while(digitalRead(SW4) == LOW); //oczekiwanie na puszczenie przycisku SW4
}
if (laga2_on == 1) { //Sprawdzenie czy ustawiona jest laga2_on, jesli tak to
digitalWrite(Motor_3_S, HIGH); //zalaczenie silnika M3
digitalWrite(Motor_4_S, HIGH); //zalaczenie silnika M4
digitalWrite(LED2, LOW); //zalaczenie diody Led 2
}
else //w przeciwnym razie
{
digitalWrite(Motor_3_S, LOW); //wylaczenie silnika M1
digitalWrite(Motor_4_S, LOW); //wylaczenie silnika M1
digitalWrite(LED2, HIGH); //wylaczenie Led1
}
if (laga2_obr == 1) { //Sprawdzenie czy ustawiona laga2_obr, jesli tak to
analogWrite(Motor_3_A, (255-(mot2/4))); //zapisanie wartosci PWM odczytanej z pot2 do M3
digitalWrite(Motor_3_B, HIGH); //ustawienie drugiej linii M3
analogWrite(Motor_4_A, (255-(mot2/4))); //zapisanie wartosci PWM odczytanej z pot2 do M4
digitalWrite(Motor_4_B, HIGH); //ustawienie drugiej linii M4
}
else //w przeciwnym razie
{
analogWrite(Motor_3_A, mot2/4); //zapisanie wartosci PWM odczytanej z pot1 do M3
digitalWrite(Motor_3_B, LOW); //zerowanie drugiej linii M3
analogWrite(Motor_4_A, mot2/4); //zapisanie wartosci PWM odczytanej z pot1 do M4
digitalWrite(Motor_4_B, LOW); //zerowanie drugiej linii M4
}
}
drugie linie sterujące poziomu niskiego. Pozo-
stałe instrukcje w programie z listingu 1 doty-
czą silników M3 i M4, do których sterowania
użyto przycisków S3, S4 oraz potencjometru
Pot2. Ich działanie jest identyczne, jak w przy-
padku obsługi silników M1 i M2.
analogWrite(Motor_1_A, (255-
(mot1/4))); //zapisanie wartości
PWM odczytanej z pot1 do M1
digitalWrite(Motor_1_B,
HIGH); //ustawienie drugiej
linii M1
analogWrite(Motor_2_A, (255-
(mot1/4))); //zapisanie wartości
PWM z Pot1 do M2
digitalWrite(Motor_2_B,
HIGH); //ustawienie drugiej
linii M2
}
else //w przeciwnym razie
{
analogWrite(Motor_1_A,
mot1/4); //zapisanie wartości
PWM odczytanej z pot1 do M1
digitalWrite(Motor_1_B, LOW);
//zerowanie drugiej linii M1
analogWrite(Motor_2_A,
mot1/4); //zapisanie wartości
PWM odczytanej z pot1 do M2
digitalWrite(Motor_2_B, LOW);
//zerowanie drugiej linii M2
}
są wykonywane w zależności od stanu lagi la-
ga1_obr odpowiedzialnej za kierunek obrotów
silników. Jeśli laga jest ustawiona, wykonywa-
ne są instrukcje ustawiające jedną linię silni-
ków M1 i M2, natomiast na drugą podawany
jest sygnał PWM o wypełnieniu od 0 do 100%
zależnym od ustawienia potencjometru Pot1.
Dzięki temu jest możliwa regulacja poten-
cjometrem prędkości obrotowej silników M1
i M2. Wartości sygnału PWM są ograniczane
do zakresu od 0 do 255. Jeśli laga laga1_obr
będzie wyzerowana, wykonywane są instruk-
cje po klauzuli else . Powodują one odwrócenie
kierunku obrotu silników poprzez podanie na
Podsumowanie
Działanie przykładowego programu dla
modułu AVTDUINO MOTOR pokazuje moż-
liwości i prostotę sterowania takimi elemen-
tami, jak silniki DC. Moduł sterujący AVTdu-
ino Motor można zastosować do budowy na-
pędu robotów, zabawek czy inteligentnych
pojazdów. Elementy przykładowego progra-
mu obsługi można wykorzystać we własnych
programach po ewentualnym dostosowaniu
ich do projektowanego urządzenia.
Marcin Wiązania
marcin.wiazania@ep.com.pl
REKLAMA
http://ep.com.pl
104
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 11/2011
873678103.005.png 873678103.001.png
 

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin