Làm việc với cảm biến và động cơ, tôi có thể sử dụng cả hai hoặc tôi nên sử dụng tấm chắn động cơ?

Cập nhật: Tôi hiện đang thay đổi một vài điều với dự án. Tôi lấy một số lời khuyên của bạn. Tôi đã thay đổi từ động cơ bước sang RC servo (được điều khiển thông qua PWM) và nếu tôi gặp phải bất kỳ vấn đề nào và không thể tìm ra chúng tôi sẽ hỏi. Cảm ơn đã giúp đỡ!

Tôi đang làm việc trên một dự án với một người bạn và lần đầu tiên chúng tôi sử dụng Arduino. Chúng tôi đang sử dụng Arduino để lấy dữ liệu từ cảm biến (gia tốc kế) và sau đó bật động cơ (6V, DC).

Tôi đã thực hiện một số hoạt động đào và có vẻ như nguồn điện từ Arduino có thể không đủ cho động cơ và cảm biến cùng một lúc. Có lẽ một sự chậm trễ của các loại có thể làm việc (điều này sẽ có thể?).

Tôi đang suy nghĩ bằng cách sử dụng một lá chắn động cơ . Tôi vẫn có thể điều khiển gia tốc kế cùng với động cơ chứ?

Tôi đang cố gắng sử dụng một nguồn năng lượng bên ngoài duy nhất (tối đa: 6 pin AA; Tôi đang cố gắng hạn chế lượng pin vì chúng tôi đang cố gắng giữ nó di động) vì vậy có cách nào để sử dụng một nguồn kể từ khi Arduino và lá chắn động cơ cần hai nguồn cung cấp năng lượng khác nhau (theo hiểu biết của tôi).

Vấn đề 1 : Điều khiển động cơ trực tiếp từ Arduino

Không nên lái một động cơ trực tiếp ra khỏi chân Arduino vì nhiều lý do:

• Tải dòng điện , đặc biệt là ở điều kiện khởi động động cơ và gian hàng. Như đã chỉ ra trong câu hỏi, các chân Arduino có thể không được đánh giá để cung cấp đủ dòng điện. Arduino có thể nóng lên hoặc thậm chí bị hỏng do kéo cao hiện tại.
  Mặc dù mỗi chân Arduino cho Arduinos dựa trên ATmega được đánh giá là 40 mA, cá nhân tôi thích giữ bất kỳ tải liên tục nào dưới 30 mA, khẩu vị rủi ro của bạn có thể khác nhau. Không nhìn thấy bảng dữ liệu của động cơ trong câu hỏi, không thể đoán được mức độ hiện tại của động cơ yêu cầu
• Back-EMF từ động cơ, cả khi tắt động cơ và có thể trong khi chuyển động cơ - Khi động cơ DC quay, bàn chải tiếp xúc "giao hoán" giữa các vòng tách, ít nhất là trong các loại động cơ DC được chải truyền thống, tạo ra một chút tia lửa mỗi lần.
  EMF trở lại về cơ bản là điện áp ngược được tạo ra bởi các cuộn dây động cơ (hoặc bất kỳ tải cảm ứng nào khi tắt), các transitor (gai) có thể vượt xa phạm vi điện áp chấp nhận được mà các chân vi điều khiển có thể chịu đựng được.
  EMF trở lại vẫn là một rủi ro, mặc dù đã giảm, ngay cả khi một diode nhanh được kết nối theo xu hướng ngược trên các dây dẫn của động cơ, một thực tế được khuyến nghị mạnh mẽ.
• Vì vậy, nên cách ly một số loại giữa Arduino và ổ đĩa động cơ. Để đơn giản thực hiện, đây sẽ là một lá chắn động cơ.
  Nếu bạn cảm thấy thoải mái với các thiết bị điện tử cơ bản, điều này cũng có thể đạt được bằng cách kết nối trực tiếp một IC điều khiển động cơ phù hợp và điốt flyback. ( Chỉnh sửa : Điều này được mô tả xuất sắc trong câu trả lời của Manishearth )
  Người điều khiển động cơ, dù là khiên hay IC, nên được cấp nguồn độc lập với Arduino, nhưng với hai đường dây nguồn mặt đất được kết nối với nhau. Xem thêm xuống.

Vấn đề 2 : Điều khiển gia tốc kế và lá chắn động cơ đồng thời

• Có, gia tốc kế có thể được điều khiển và đọc từ Arduino với tấm chắn động cơ tại chỗ, bằng cách đảm bảo rằng các chân được chọn để truy cập gia tốc kế là những chân không thực sự được sử dụng bởi tấm chắn động cơ. Tất cả chúng sẽ được kết nối với tấm khiên, nhưng không có chức năng bên trong hoặc kết nối bên trong tấm khiên. Các tài liệu cho lá chắn được chọn thường sẽ cung cấp thông tin này.
  Để thuận tiện, hãy tìm một lá chắn động cơ với các tiêu đề có thể xếp chồng lên nhau, tức là với các chân tiêu đề Arduino được sao chép trên tấm chắn động cơ để gắn thêm phần cứng, trong trường hợp của bạn là gia tốc kế. Không phải tất cả các lá chắn cung cấp các tiêu đề có thể xếp chồng lên nhau. Do đó, làm phức tạp việc sử dụng các chân không được sử dụng bởi tấm chắn, cần dây được hàn vào các miếng tiêu đề có liên quan trên PCB hoặc một số sắp xếp như vậy.
  Nếu bạn chọn lá chắn GPIO, bạn có thể sử dụng hết tất cả các chân GPIO, như trường hợp có lá chắn để lái nhiều động cơ, bạn có thể gặp vấn đề. Vì chỉ có 1 động cơ được điều khiển, nên tránh các lá chắn đa động cơ không để lại đủ các chân GPIO không sử dụng.

Vấn đề 3 : Phân phối điện giữa Arduino và lá chắn động cơ

• Vấn đề với cách sắp xếp 6 x AA được đề xuất (tối đa danh nghĩa 9 Volts) là trong khi nó cung cấp đủ điện áp cho giắc cắm đầu vào DC có sẵn trên nhiều Arduinos (thường được xếp hạng cho đầu vào 7 đến 12 Volts), thì quá cao cho động cơ được điều khiển trực tiếp ra khỏi nó.
• Tuy nhiên, có một số lá chắn động cơ chấp nhận đầu vào nguồn trực tiếp (ví dụ 7 đến 25 Volts), sau đó cung cấp 5 Vôn được điều chỉnh độc đáo cho Arduino mà chúng được gắn vào. Vì vậy, Arduino không cần phải được cung cấp năng lượng riêng biệt, và cũng không nên. Đây hoàn toàn là loại lá chắn động cơ duy nhất người ta nên mua .
• Các lựa chọn thay thế khác bao gồm khai thác trên 4 trong số 6 tế bào AA để cấp nguồn cho động cơ và tất cả 6 tế bào để cấp nguồn cho giắc DC (PWRIN) của Arduino hoặc sử dụng bộ điều chỉnh xô 6 Volt riêng biệt cho công suất động cơ, trong khi cung cấp cho 9 Volts trực tiếp đến giắc cắm Arduino DC.
• Cố gắng cung cấp năng lượng cho Arduino bằng bộ pin và sau đó cung cấp năng lượng cho động cơ từ chân Vin của Arduino là một ý tưởng tồi bởi vì
  • Diode M7 giữa giắc DC và chân Vin trên một số thiết kế tham chiếu Arduino được xếp hạng cho 1 Ampe, động cơ có thể rút ra được nhiều hơn, ít nhất là trong giây lát
  • Tất cả tiếng ồn điện từ được tạo ra bởi động cơ, tiếng ồn giao hoán cộng với quá độ flyback, sẽ được đưa trở lại vào bảng Arduino trừ khi việc tách rời rất cứng được thực hiện, không phải là vấn đề đơn giản. Phản hồi EMI này sẽ gây ra sự cố không liên tục, khó gỡ lỗi, với các hoạt động của Arduino.

Hầu hết các khiên chiếm một vài chân và để lại phần còn lại cho bạn (đó là lý do tại sao nhiều người có một bản sao của hệ thống chân Arduino trên đầu chúng bằng cách sử dụng các tiêu đề có thể xếp chồng lên nhau). Chúng được thiết kế để không rắc rối nhất có thể, do đó, lấy khiên là cách dễ nhất để khắc phục điều này.

Cá nhân tôi không trực tiếp động cơ từ bảng; thay vào đó tôi sử dụng trình điều khiển động cơ như L293D cho việc này. Các chân không thực sự tốt để trích xuất dòng điện, và nói chung là tốt hơn để cấp nguồn cho các cảm biến trực tiếp thay vì thông qua các chân Arduino. Hãy nhớ rằng, các chân có giới hạn hiện tại và nếu bạn quá tải chúng, chúng sẽ bị cháy.

Sử dụng L293D thật dễ dàng:

Kết nối các chân 1,9,16 với nguồn Vcc của bạn (đầu cực dương của bất kỳ nguồn 5V nào mà bạn cung cấp năng lượng cho Arduino. Đối với tôi, nó thường là một đường được kéo từ LM7805). Bây giờ kết nối chân 4,5,13,12 với GND của bạn (thiết bị đầu cuối âm). Bây giờ, kết nối chân 8 với nguồn điện áp cao hơn (6V, 12V hoặc bất cứ thứ gì bạn muốn cung cấp cho động cơ của bạn). Lưu ý rằng các cực âm của tất cả các nguồn điện áp cần được rút ngắn thành GND.

Bây giờ, kết nối động cơ của bạn qua hai chân đầu ra trên một trang web (3,4 ở bên trái). Kết nối các chân đầu vào (2.7) với hai chân khác nhau trên Arduino. Khi bạn đưa ra cùng một tín hiệu (CAO hoặc THẤP) cho cả hai chân, thì động cơ sẽ dừng lại. Nếu bạn cho CAO từ một pin và THẤP từ pin kia, động cơ sẽ đi theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ, tùy thuộc vào pin nào có tín hiệu nào.

Nếu bạn muốn một động cơ đơn hướng và muốn lưu các chân, hãy rút ngắn một trong các chân đầu vào thành GND. Bây giờ, khi pin đầu vào khác ở mức THẤP, động cơ sẽ tắt và khi ở mức CAO, động cơ sẽ được bật.

Bạn có thể gắn một động cơ khác bằng cách sử dụng quy trình tương tự ở đầu đối diện của chip nếu muốn.

L293D lấy một lượng nhỏ dòng điện từ Arduino và cung cấp năng lượng cho động cơ từ dòng điện được rút qua chân 8 và thường là lý tưởng cho các tình huống như vậy.