Arduino lineaarne ajam: mehhatroonika teie projektide jaoks

Mehhatroonika on eriala, mis segab mehaanikat elektroonikaga, olles multidistsiplinaarne inseneriharu, mis tugineb robootikale, elektroonikale, andmetöötlusele, telekommunikatsioonile, juhtimisele jne. Elektroonilistest isetegemisprojektidest kaugemale jõudmiseks ja mehhatrooniliste projektidega katsetamiseks võite hakata integreerima selliseid seadmeid nagu mootorid o el lineaarne ajam teie Arduino jaoks.

See avab teid uus võimaluste maailm tegijatele. Tegelikult on see lineaarne ajam kõige praktilisem koos võimalusega teostada mobiilseid toiminguid või avaldada jõudu teistele elementidele. Kas soovite rohkem teada saada? Me ütleme teile ...

Lineaarsete ajamite tüübid

Täiturseadmeid on mitut tüüpi, kuigi käesolevas artiklis keskendume sellele, mis kasutab kolbi juhtimiseks elektrimootorit. Kuid peaksite teadma, et võib olla ka muid tüüpe:

• Hüdraulika: nad kasutavad kolvi liigutamiseks mingit tüüpi vedelikku, näiteks paljude põllumajandusmasinate või ekskavaatorite puhul võib nende kolbide ja õlirõhu abil kasutada liigendeid, hüdraulilisi presse jne.
• Elektriline: need on ajamid, mis kasutavad liikumise tekitamiseks elektrimootori abil liigutatavat lõputut kruvi. Samuti on olemas solenoidtüüp (elektromagnet), mis kasutab kolvi või kolvi liigutamiseks magnetvälja ja vedru selle algsesse asendisse tagasiviimiseks, kui seda välja ei rakendata. Praktiline näide võib olla viimane näide, mille ma selles artiklis esitan, või ka paljud teised robootikast, tavalistest mehaanilistest seadmetest jne.
• Rehvid: nad kasutavad vedelikuna õhku, mitte vedelikku nagu hüdraulika puhul. Näitena nendest võib tuua mõnede hariduskeskuste tehnoloogiatöökodadest leitud tüüpilised lineaarsed ajamid.

Selle seadme lõppeesmärk on energiat muuta sel juhul lineaarses tõukejõus hüdrauliline, elektriline või pneumaatiline, rakendades nii jõudu, tõukejõudu, toimides regulaatorina, käivitades mõne muu mehhanismi jne.

Elektroonilise lineaarmootori kohta

Põhimõtteliselt a elektriline lineaarajam mõnikord pole see midagi muud kui elektrimootor võib olla NEMA nagu juba nähtud. See mootor pöörab oma võlli ja hammasrataste või hammasketide kombinatsiooni abil keerab see lõputu kruvi. Selle lõputu kruvi ülesandeks on kolvi või varda libistamine ühes või teises suunas (sõltuvalt pöörlemissuunast).

See on kolb see on see, mis toimib ajamina, et midagi lükata, midagi tõmmata, jõudu avaldada jne. Rakendused on üsna laiad. Nagu näete, on see midagi üsna lihtsat, mis ei hoia liiga palju saladusi.

Nendel lineaarsetel täiturmehhanismidel on erinevalt teistest mittelineaarsetest ajamitest eelis, et neil on võimalik pingutada suured jõud ja ümberpaigutused märkimisväärne (olenevalt mudelist). Kuid Arduino jaoks on teil mõned mudelid, mille jõud on vahemikus 20–150 Kgf (kilogrammi jõud või kilopond) ja töömaht 100–180 mm.

Kuna suur puudus on selle nihke kiirusKuna nende tohutute jõudude mõjul vähendavad pöördemomendi suurendamiseks vajalikud reduktorirattad pikendamise ja tagasitõmbamise kiirust. Tüüpilistel mudelitel saab anda kiiruse 4 kuni 20 mm / s. See tähendab, et pikem ja aeglasem võib kogu lineaarne protsess kulgeda mõnest tosinast sekundist mõne minutini ...

pinout

El pinout lineaarse ajamiga ei saa olla lihtsam. Sellel on kaks juhtivat kaablit integreeritava elektrimootori toitmiseks ja see pole midagi muud. Seega null tüsistust. Tüve pikendamiseks või tagasitõmbamiseks tuleb meeles pidada ainult seda, et mootori pöörlemine peab olema vastupidine (voolu polaarsus).

Et see oleks võimalik, saate seda teha kasutage H-silla kontrollerit nagu alalisvoolumootorite puhul. Võib arvata, et keegi temasugune teenib sind L298N, u Ülejäänud nähtud, näiteks TB6612FNG jne. Kuid tõsi on see, et ühelgi neist pole nende lineaarväiturite jaoks piisavalt jõudu (kui need on suured). Seetõttu põleks kontroller läbi.

Seetõttu saate ainult ehitada enda kiiruse reguleerimine kasutades transistore nagu BJT või MOSFET ja isegi releed tahkes olekus ...

Kust osta lineaarset ajamit?

El Hind lineaarse ajami sõltuvus suuresti suurusest, kiirusest, pikkusest ja ka jõust, mida see talub. Tavaliselt leiate neid umbes 20–200 eurost. Ja leiate neid hõlpsasti spetsialiseeritud elektroonikakauplustest või muudest veebipoodidest, näiteks Amazon. Näiteks:

• Allhankekaardi solenoid-ajam, mis suudab avaldada jõudu 400 g ja 4 mm
• Justech DC 12V lineaarajam kuni 72kg ja 150mm käiguga
• Tooteid ei leitud.
• Toetatud mereäärne 12 V kuni 300 mm ja kaal 150 kg (hinnanguliselt 50 mm)
• Tooteid ei leitud.

Paljud neist toodetest on kaitstud tolm ja pritsmed IPX54 sertifikaadiga. Ja pidage meeles tootja soovitusi, et näidatud raskusi ei toetata alati kõigi pikenduste pikkuste korral, mõnel juhul toetatakse ainult teatud piirkaalu kuni teatud pikenduseni.

Integreerimine Arduinoga

Seda tüüpi ajamitel võib olla erinev praktiline kasutus, kui integreerite need oma Arduino plaadiga. Selleks peaksite kõigepealt teadma viisi, kuidas saate koostage ühendusskeem oma märgiga. Nagu näete, pole see üldse keeruline, seega ei tekita see liiga palju komplikatsioone.

Nagu näete ülaltoodud skeemilt, mille olen joonistanud, olen kasutanud kahte relee ja lineaarset ajamit. The värvilised jooned mis teie arvates esindavad järgmist:

• Punane ja must: need on lineaarsed ajamikaablid, mis lähevad igale kasutatavale releele.
• Hall: olete ühendatud releega maapinnaga või GND-ga, nagu näete.
• Azul: see läheb relee toiteallikasse Vin, sel juhul jääb see vahemikku 5v kuni 12v.
• Roheline: mooduli Vcc liinid on ühendatud teie Arduino plaadi 5v-ga.
• Hall: ka maandatud, ühendatud moodulist Arduino GND-ga.
• Lilla ja oranž: on kontrolljooned, mis lähevad mis tahes Arduino tihvtile keerutamise juhtimiseks. Näiteks võite minna punktidesse D8 ja D9.

Mis puutub näiteks teie Arduino IDE lähtekood, oleks põhikontrolli visand järgmine:

//configurar las salidas digitales
const int rele1 = 8;
const int rele2 = 9;
 
void setup()
{
   pinMode(rele1, OUTPUT);
   pinMode(rele2, OUTPUT);
 
   //Poner los relés a bajo
   digitalWrite(rele1, LOW);
   digitalWrite(rele2, LOW);
}
 
void loop()
{
   extendActuator();
   delay(2000);
   retractActuator();
   delay(2000);
   stopActuator();
   delay(2000);
}
 
//Activar uno de los relés para extender el actuador
void extendActuator()
{
   digitalWrite(rele2, LOW);
   delay(250);
   digitalWrite(rele1, HIGH);
}
 
//Lo inverso a lo anterior para retraer el émbolo
void retractActuator()
{
   digitalWrite(rele1, LOW);
   delay(250);
   digitalWrite(rele2, HIGH);
}
 
//Poner ambos releś apagados parar el actuador
void stopActuator()
{
   digitalWrite(rele1, LOW);
   digitalWrite(rele2, LOW);
}

Te koodi muuta et saaksite kolbi soovi korral konkreetsetes asendites juhtida ja asetada, või lisada veel elemente ...