動手玩轉(zhuǎn)arduino(四)運動控制直流電機步進(精)

1、動手玩轉(zhuǎn)Ardu i no（四）運動控制（直流電機/步進電機/舵機）Arduino北京俱樂部直流電機將電能轉(zhuǎn)換為機械能的一種裝置兩個電源接頭在適當?shù)碾妷合陆o予足夠的電流時將連續(xù)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向 由電流方向決定普通直流電機轉(zhuǎn)速高力矩小，適用于對力矩要求小的場合直流減速電機直流減速電機（齒輪減速電機）是在普通直流電機的基礎(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)動電機推薦使用的電壓-高于或者低于工作電壓時電機也能工作-實際電壓V額定電壓，輸出功率變小-實際電壓額定電壓，會影響電機的壽命工作電流-電機工作

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

3、叩DIOBatteryD9IKIJ7D6D5 -ixh no、二 ndu 二 r 二.50Ao用Arduino控制電機的轉(zhuǎn)動*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);電機速度控制復(fù)習PWM-高速地開關(guān)三極管來實現(xiàn)對電機的控制-占空比（打開時間:關(guān)閉時間）決定了輸出給電機的能量份額- Arduino的analogWrite函

4、數(shù)用來產(chǎn)生PWM信號動手用Arduino控制電機轉(zhuǎn)動的速度 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、電機驅(qū)動芯片L293D包含兩個H橋式驅(qū)動電路，可以用來驅(qū)動兩個直流電機ENABLE-1 INPUT1121615vssINPUT4 OUTPUT1314OUTPUT4GND413GNDGND512GND OUTPUT2611OUTPUT3方向 INPUT2710JINPUT3電機電源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)字信號連接到L293D的A、B兩個方向引腳-正轉(zhuǎn)：A為高，B為低一反轉(zhuǎn):A為低，B為高-制動：A、B同時為高或者低

6、動手用L293D控制電機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電機驅(qū)動擴展板基于L298N,工作原理與L293D一樣提供更大工作電流，可以

8、驅(qū)動大的直線電機 逆 電壓消 除電路匸Jh步進電機一種可以精確控制的交流電機由驅(qū)動脈沖控制，每個脈沖讓電機前進一個固定的角度 （步進角）電機速度由單位時間內(nèi)脈沖的個數(shù)決定（脈沖頻率）功率小，負載能力低，控制相對復(fù)雜雙極性步進電機每個線圈都可以兩個方向通電四根引線，每個線圈兩條使用數(shù)字萬用表確定線圈分組-某兩根引線之間能夠測量到阻值就屬于一組雙極性步進電機的步距通常是1.8-轉(zhuǎn)一圈需要200步工作原理北鍛1P步進電機驅(qū)動器需要不斷改變線圈中電流的方向 -通過H橋式驅(qū)動電路完成步進電機驅(qū)動模塊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)生脈沖信號用EasyDriver驅(qū)動雙極性步進電機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):升降速曲線步進電機在拖動負載高速移動一定距離并精確定位時一般來說都應(yīng)包括五個階段-啟動-加速-高速運行（勻速）-減速_停止不同階段的脈沖頻率應(yīng)不同舵機舵機也叫伺服電機（Servo），工作電壓一般4.6 7.2V由直流電機、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/舵機接口標準三線接口 -電源線-地

11、線-控制線控制信號舟匕機的控制信號也是一種PWMia號脈沖周期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!舵機對控制脈沖高電平的寬度非常敏感-抖動：控制信號每個脈沖的高電平寬度不穩(wěn)定兩個控制脈沖的間隔時間不太敏感-只要在可以接受的范圍內(nèi)都可以（14ms到20ms）只有機械約束，沒有電路約束-控制脈沖寬度大于920us或者2120US,對電機壽命會有影響-驅(qū)動電機到達物理上不可能到達的位置千萬不能接反電源-大部分舵機都可能會燒毀通過實驗來找出電機的運動范圍-大部