Control autónomo de las RPM del motor mediante el sistema de retroalimentación de un tacómetro basado en infrarrojos: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Siempre existe la necesidad de automatizar un proceso, ya sea simple / monstruoso. Tuve la idea de hacer este proyecto a partir de un simple desafío que enfrenté mientras buscaba métodos para regar / regar nuestra pequeña parcela de tierra. Las líneas de suministro de corriente y los generadores costosos (para operar nuestra bomba) se sumaron a la dificultad.

Entonces, lo que decidimos hacer es diseñar un método que sería barato y fácil de usar, incluso para un trabajador. Decidimos montar la bomba en nuestro viejo scooter (condición de funcionamiento) y ejecutarlo usando el eje de la rueda del scooter. muy bien, hicimos el montaje mecánico y la transmisión por correa y lo probamos, y fue un éxito.

Pero otro problema era que, cuando el motor estaba en marcha, una persona siempre tenía que estar cerca del scooter para monitorear las RPM y ajustarlo manualmente usando el acelerador, por lo que este proyecto fue realizado por nosotros para que el trabajador pueda configurar las RPM deseadas. quiere hacer funcionar el motor y ocuparse de otros trabajos en la finca.

La configuración consta de:

1. Un tacómetro basado en IR (para medir RPM).
2. Un teclado para ingresar las RPM.
3. Una pantalla LCD para mostrar las RPM monitoreadas y las RPM actuales.
4. Un motor paso a paso para aumentar / disminuir el acelerador.
5. Finalmente, un microcontrolador para gestionar todos estos procesos.

Paso 1: organización de las piezas necesarias

Anteriormente, acabo de dar una descripción general de cuáles serían los componentes.

Los componentes reales requeridos son:

1. Un microcontrolador (usé un Arduino Mega 2560).
2. Un controlador de motor IC L293D (o una placa de ruptura servirá).
3. Una pantalla LCD de 16 X 2.
4. Un sensor de proximidad / infrarrojos (el número de modelo es STL015V1.0_IR_Sensor)
5. Un motor paso a paso unipolar (utilicé un motor paso a paso de 5 hilos, 12 V).
6. Un teclado 4 X 4.
7. Par de resistencias de 220 ohmios, 1000 ohmios.
8. Un potenciómetro de 10k.
9. Cables conectores, cables de colores, pelacables.
10. Tableros de pruebas.
11. Una batería de 12V para alimentar el motor paso a paso.
12. Una fuente de 5V para alimentar Arduino.

¡Y eso es todo lo que necesitan para empezar, amigos!

Paso 2: Flujo general del proceso

El flujo del proceso es el siguiente:

1. La configuración está encendida y espere hasta que se complete la calibración de todos los dispositivos.
2. El usuario debe ingresar las RPM requeridas usando el teclado.
3. Se lleva a cabo el retorno a la posición inicial del motor. Esto se hace generalmente para que se dicte un punto de referencia constante al motor de modo que cuando se encienda la configuración, la posición inicial del motor sea siempre constante y se tome como punto de referencia.
4. Encienda el motor / cualquier máquina que haga girar una rueda.
5. Se lleva a cabo la medición de las RPM y se muestra en la pantalla LCD.
6. Aquí es donde entra en escena el sistema de retroalimentación. Si las RPM detectadas son menores que las RPM deseadas, el motor paso a paso se mueve para aumentar el acelerador.
7. Si las RPM detectadas son mayores que las RPM deseadas, el motor paso a paso se mueve para disminuir el acelerador.

8. Este proceso tiene lugar hasta que se alcanzan las RPM deseadas, cuando se alcanzan, el paso a paso permanece quieto.

9. El usuario puede apagar el sistema si es necesario utilizando un interruptor principal.

Paso 3: realizar las conexiones necesarias

Conexiones para el motor paso a paso:

Dado que estoy usando un motor paso a paso de 5 cables, 4 cables son para energizar las bobinas y el otro está conectado a tierra. No siempre es necesario que el orden de los 4 cables que salen del motor sea el mismo para energizar las bobinas. Debe averiguar manualmente el pedido utilizando un multímetro, a menos que se especifique explícitamente, o consulte la hoja de datos de su motor. Estos 4 cables están conectados a las salidas del L293D IC, o su controlador de motor.

2. Conexiones para el L293D IC:

La razón por la que usará un controlador de motor es porque su motor paso a paso de 12 V no puede funcionar correctamente con un suministro de 5 V y terminará friendo su placa arduino para bombear el suministro al motor. Internet, ya que es prácticamente un circuito integrado de conmutación estándar. Los pines y sus conexiones son

• EN1, EN2: Habilitado (siempre alto o '1') porque es un decodificador estándar y normalmente tiene una entrada adicional llamada Habilitar. La salida solo se genera cuando la entrada Habilitar tiene el valor 1; de lo contrario, todas las salidas son 0.
• Pin 4, 5, 12, 13: Están conectados a tierra.
• Pin 2, 7, 10, 15: Son los pines de entrada del microcontrolador.
• Pin 3, 6, 11, 14: Son los pines de salida conectados a los 4 pines del motor paso a paso.

3. Conexiones a la pantalla LCD:

La pantalla LCD tiene 16 pines donde 8 son para transferencia de datos y, en la mayoría de los casos, puede usar solo 4 de los 8 pines.

• Vss: suelo
• Vdd: + 5V
• Vo: al potenciómetro (para ajustar el contraste)
• RS: al pin digital 12 de arduino
• R / W: tierra.
• E: para pin 11 en arduino.
• Pines de datos 4, 5, 6, 7: a los pines 5, 4, 3, 2 en arduino respectivamente.
• LED +: A + 5V con resistencia 220 ohmios.
• LED-: a tierra.

4. Conexiones al teclado 4 X 4:

Las conexiones aquí son bastante sencillas. Hay un total de 8 pines que salen del teclado y todos van directamente a los pines digitales de arduino. 4 son para columnas, 4 son para filas. Los pines en el arduino son 46, 48, 50., 52, 38, 40, 42, 44.

5. Interfaz del sensor de infrarrojos a arduino:

Este paso también es sencillo ya que solo salen 3 pines del sensor de proximidad, + 5V, salida, tierra. El pin de salida se da al pin analógico en Ao en el arduino.

¡Y eso es todo amigos, hemos hecho un poco y el siguiente paso es simplemente cargar mi código que lo he adjuntado aquí!

Consulte el diagrama de circuito que hice con el cableado de todos los componentes en la imagen anterior.

Paso 4: Acoplamiento mecánico del motor paso a paso al acelerador

Una vez terminada la parte electrónica, la siguiente parte es acoplar el eje paso a paso a la palanca del acelerador.

El sistema es tal que cuando las RPM del motor bajan, el motor paso a paso da un paso hacia la derecha, empujando la palanca hacia adelante, aumentando las RPM. De manera similar, cuando las RPM son demasiado altas, da un paso hacia atrás para tirar de la palanca hacia atrás para reducir las RPM.

El video lo muestra.

Paso 5: el código

Es gente de Arduino IDE escrita.

También descargue las bibliotecas necesarias para esto.

Gracias.