動(dòng)手玩轉(zhuǎn)arduino(四)運(yùn)動(dòng)控制直流電機(jī)步進(jìn)(精)

1、動(dòng)手玩轉(zhuǎn)Ardu i no（四）運(yùn)動(dòng)控制（直流電機(jī)/步進(jìn)電機(jī)/舵機(jī)）Arduino北京俱樂部直流電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種裝置兩個(gè)電源接頭在適當(dāng)?shù)碾妷合陆o予足夠的電流時(shí)將連續(xù)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向 由電流方向決定普通直流電機(jī)轉(zhuǎn)速高力矩小，適用于對(duì)力矩要求小的場(chǎng)合直流減速電機(jī)直流減速電機(jī)（齒輪減速電機(jī)）是在普通直流電機(jī)的基礎(chǔ) 上，加上配套齒輪減速箱。齒輪減速箱可以提供較低的轉(zhuǎn)速和較大的力矩，不同的減 速比可以提供不同的轉(zhuǎn)速和力矩常用參數(shù)工作電壓（額定電壓）-驅(qū)動(dòng)電機(jī)推薦使用的電壓-高于或者低于工作電壓時(shí)電機(jī)也能工作-實(shí)際電壓V額定電壓，輸出功率變小-實(shí)際電壓額定電壓，會(huì)影響電機(jī)的壽命工作電流-電機(jī)工作

2、電流越大，輸出功率越大-空載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的電流最?。蛰d電流）-負(fù)載增大到使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（堵轉(zhuǎn)電流）轉(zhuǎn)矩-電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力轉(zhuǎn)速-每分鐘旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)（轉(zhuǎn)/分，RPM）注意!電機(jī)屬于大電流設(shè)備，無法用Arduino引腳直接控制-區(qū)別于LED電機(jī)電壓高于Arduino的工作電壓，注意隔離和接線-岀錯(cuò)可能導(dǎo)致Arduino燒毀電機(jī)在不通電的情況下旋轉(zhuǎn)將產(chǎn)生逆電流（逆電壓）-發(fā)電機(jī)的工作原理-逆電流的方向與電機(jī)工作電流的方向相反-逆電流會(huì)造成電子設(shè)備的損壞觀察逆電壓手工發(fā)電機(jī)基本控制電路用三極管或者M(jìn)OS管驅(qū)動(dòng)電機(jī)AdjinoMotor3V3 5VVinPoiprRsrmnARKI-DI 2Arduino

3、叩DIOBatteryD9IKIJ7D6D5 -ixh no、二 ndu 二 r 二.50Ao用Arduino控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)*13:sld0 T S X u EC.13啟代碼與LED燈控制代碼相同void, setup (J pinfilodeG, OllTfl-fT);voi d loop () digitalWriteG, HIGH); lei ay (2000);digitalWriteG, LOW)： del ay (2000);電機(jī)速度控制復(fù)習(xí)PWM-高速地開關(guān)三極管來實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制-占空比（打開時(shí)間:關(guān)閉時(shí)間）決定了輸出給電機(jī)的能量份額- Arduino的analogWrite函

4、數(shù)用來產(chǎn)生PWM信號(hào)動(dòng)手用Arduino控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度 如何讓速度變化更容易觀察到?ixit motorPin = 3;void setup ()void loop ()for (mt fadeValue 二 0 ; fadeValue 二 255; fadeValue +=50) aiLiilogWri te GriotorPin? fadeValue):delay (2000)：for (int fadeValue = 255 ; fadeValue 0; fadeValue -二50) aralogftri te GriotorPin? fadeValue):delayt2000);

5、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L293D包含兩個(gè)H橋式驅(qū)動(dòng)電路，可以用來驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)ENABLE-1 INPUT1121615vssINPUT4 OUTPUT1314OUTPUT4GND413GNDGND512GND OUTPUT2611OUTPUT3方向 INPUT2710JINPUT3電機(jī)電源fAVS89ENABLE2Ardu i no 控制 L293D速度控制-使用Arduino模擬輸出引腳-將產(chǎn)生的PWM信號(hào)連接到L293D的使能引腳方向控制-使用Arduino的數(shù)字輸出引腳-將產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)連接到L293D的A、B兩個(gè)方向引腳-正轉(zhuǎn)：A為高，B為低一反轉(zhuǎn):A為低，B為高-制動(dòng)：A、B同時(shí)為高或者低

6、動(dòng)手用L293D控制電機(jī)int dirlPinA = 13;int d.ir2FmA = 12;int EpeedFiriA = 10;unsi gned long time;int speed;int dir;voi d setup 0 卄pinfrtode (dirlFinA, OUTFUT)：pinfflode (dir2FinA, OUTFUT);pirJfl-j-ie GpwmdFin扎 OUTFUT);time - milli s 0；speed = 0：dir = 1;void loop 0 arialogftrite (speedFinAu sped):/ set direct

7、ionif (1 = dir) digitalWriteCairlPinA, MW): digitalWrite (airJPinA, HIGH); size digitAlWriteCdirlPinA, HIGH); digitalWriteCdirZPinA, LOW):i IjTiilli s Q - tim* 5000)time = milliE ();speed += 20;if (speed 255) speed = 0;if (1 = dir) dir = 0; else dir =1：Ardu i no電機(jī)驅(qū)動(dòng)擴(kuò)展板基于L298N,工作原理與L293D一樣提供更大工作電流，可以

8、驅(qū)動(dòng)大的直線電機(jī) 逆 電壓消 除電路匸Jh步進(jìn)電機(jī)一種可以精確控制的交流電機(jī)由驅(qū)動(dòng)脈沖控制，每個(gè)脈沖讓電機(jī)前進(jìn)一個(gè)固定的角度 （步進(jìn)角）電機(jī)速度由單位時(shí)間內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)決定（脈沖頻率）功率小，負(fù)載能力低，控制相對(duì)復(fù)雜雙極性步進(jìn)電機(jī)每個(gè)線圈都可以兩個(gè)方向通電四根引線，每個(gè)線圈兩條使用數(shù)字萬用表確定線圈分組-某兩根引線之間能夠測(cè)量到阻值就屬于一組雙極性步進(jìn)電機(jī)的步距通常是1.8-轉(zhuǎn)一圈需要200步工作原理北鍛1P步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器需要不斷改變線圈中電流的方向 -通過H橋式驅(qū)動(dòng)電路完成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊EasyDriverArdu i no 控制 EasyDr i ver方向控制-使用Arduino的數(shù)字輸

9、出引腳速度控制-使用Arduino的數(shù)字輸出引腳-產(chǎn)生脈沖信號(hào)用EasyDriver驅(qū)動(dòng)雙極性步進(jìn)電機(jī)voi d setup () pirJilode (dirFin, 0UTF1.IT):pirJilode(5 tapper Fin, OUTFUT): int stepperPin = 5;voi d loop 0 step (triiSj 1600): del ay (500);step (fals 1600*5):delay (500):voi d step (boolean, dirint steps) dig it alWr it e (dirPin., dir):delay (50

10、):for (int i=0; i steps; i+) di gi talWrite (stepperFi為 HIGH); delayMicroseconds (100);digitalWrite (stepperFiit, LOW): delayMicrosecondLE (100):升降速曲線步進(jìn)電機(jī)在拖動(dòng)負(fù)載高速移動(dòng)一定距離并精確定位時(shí)一般來說都應(yīng)包括五個(gè)階段-啟動(dòng)-加速-高速運(yùn)行（勻速）-減速_停止不同階段的脈沖頻率應(yīng)不同舵機(jī)舵機(jī)也叫伺服電機(jī)（Servo），工作電壓一般4.6 7.2V由直流電機(jī)、減速齒輪組、傳感器和控制電路組成主要應(yīng)用在定位控制上/舵機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)三線接口 -電源線-地

11、線-控制線控制信號(hào)舟匕機(jī)的控制信號(hào)也是一種PWMia號(hào)脈沖周期20毫秒脈沖高電平持續(xù)1毫秒（1000微秒）至屹毫秒（2000微秒）用來控制的脈沖信號(hào)必須持續(xù)產(chǎn)生，否則很難穩(wěn)定Diag. 3 r Cyc(20mt$ccs .lDiag. 1Standard Servo0 degrees J Cyciolow1000 microseconds45 degrees180 degreeslow I1250 microsecondslow_2000 microseconds注意!舵機(jī)對(duì)控制脈沖高電平的寬度非常敏感-抖動(dòng)：控制信號(hào)每個(gè)脈沖的高電平寬度不穩(wěn)定兩個(gè)控制脈沖的間隔時(shí)間不太敏感-只要在可以接受的范圍內(nèi)都可以（14ms到20ms）只有機(jī)械約束，沒有電路約束-控制脈沖寬度大于920us或者2120US,對(duì)電機(jī)壽命會(huì)有影響-驅(qū)動(dòng)電機(jī)到達(dá)物理上不可能到達(dá)的位置千萬不能接反電源-大部分舵機(jī)都可能會(huì)燒毀通過實(shí)驗(yàn)來找出電機(jī)的運(yùn)動(dòng)范圍-大部