 |
Мехатроника. Модули датчиков. Резистивный датчик давления.. Датчик линии.
|
|
|
|
Мехатроника.
Мехатроника – наука, объединяющая узлы точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство новых модулей, систем, машин и систем с интеллектуальным управлением их функционала. Краткий обзор электродвигателей: электродвигатель использует свойства магнитов отталкиваться и притягиваться для генерации движения. В обычном электродвигателе два магнита: постоянный (статор) и переменный (электромагнит). Для вращения оси двигателя в противоположном направлении, необходимо использовать контакты источника питания к двигателю в обратном включении. Ниже приведена структура двигателя постоянного тока.
Рис. Двигатель постоянного тока.
Схема подключения двигателя постоянного тока.
Рис. схема подключения двигателя к плате ардуино.
Шаговые двигатели — это двигатели постоянного тока с ротором из постоянного магнита, который вращается внутри полей, создаваемых электромагнитами. Статор представляет собой несколько катушек, прохождении тока через катушки, подвижный вал двигателя располагается в соответствии с генерируемым электромагнитной катушкой полем. Каждый раз, когда катушки заряжаются в определенной последовательности, вал двигателя выбирает новые положения, то есть, начинает вращаться. Направление вращения меняется переключением полюсов питания.
Рис. шаговый двигатель.
Серводвигатели используются для поворота и удерживания определенной позиции в диапазоне от 0 до 180 градусов и имеют три провода: питание, земля и сигнал и обычно подключается к потенциометру. Серводвигатель управляется цифровым ШИМ сигналом с частотой 50 Гц. Внутри него ширина импульса переводится в положение, серводвигатели имеют три провода: питание, земля и сигнал. Ниже изображен серводвигатель.
|
|
|
Рис. серводвигатель
Вибрационные двигатели часто применяются для регистрации наличия движения. В этих двигателях на конце ротора установлен эксцентрик. При движении ротора, эксцентрик преобразует движение в вибрацию.
Рис. вибрационный двигатель.
Ниже приведен пример программы управления шаговым двигателем, подключенным к 8, 9, 10, 11. выводу платы ардуино.
Также приведен пример программы управления серводвигателем, через 9 ШИМ вывод платы контроллера. Управление положением серводвигателя осуществляется через аналоговый вывод 0 платы ардуино. Напряжение управления двигателем пропорционально положению потенциометра.
Рис. Управление серводвигателем.
Модули датчиков
Ниже будут представлены различные датчики совместимые с платой Arduino. После ознакомления с модулями датчиков можно будет приступать к составлению программ по их применению в составе платы контроллера ардуино.
Резистивный датчик давления.
Резистивный датчик давления представляет из себя переменный резистор, сопротивление которого зависит от силы, приложенной к чувствительному элементу.
Рис. резистивный датчик давления.
Рис. Датчик атмосферного давления BMP280.
Датчик линии.
Рассмотрим датчик линий– это оптический модуль, применяемый для обнаружения препятствий в виде белых или чёрных линий. Основным модулем является оптическая пара TCRT5000, состоящая из инфракрасного светодиода (с длиной волны 950nm) и фототранзистора, имеется подстроечный резистор, устанавливающий порог срабатывания.
Рис. Датчик линии.
Датчик температуры.
Ниже на рис. представлен датчик температуры.
Рис. датчик температуры.
DS18B20 – это термометр, измеряющий температуру от -55оС до +125оС с точностью 9-12 бит. Обмен информацией с микроконтроллером Arduino ведется по шине 1-wire.
|
|
|
Рис. датчик температуры DS18B20 и его подключение к плате Arduino.
|
|
|
