САУ LAB 4

Варианты по списку

Текущий балл в семестре

LAB #4. Управление индуктивными нагрузками с применением исполнительных элементов на основе Arduino.

Цель работы
Освоение навыков работы по управлению различными типами приводов на Arduinо (программно и аппаратно)

Задание

Написание программы:

описание:

Реализация системы управления в соответствии с блоком А
описание:

Реализация системы управления в соответствии с блоком B

Аппаратные компоненты

основные

"Универсальное" электромагнитное реле

Универсальное электромагнитное реле - это многофункциональное устройство, предназначенное для коммутации электрических цепей.

Использование электромагнитного реле с Arduino:
Основные компоненты реле для Arduino:

Синяя "коробочка" с контактами
Три пина для питания и управления
Три пина для коммутации нагрузки

Назначение контактов:

Слева (управление):
VCC (DC+, +) - питание
GND (DC-, -) - земля
IN (S) - логический вход управления
Справа (коммутация):
COM (Common) - общий контакт
NO (Normal Open) - нормально разомкнутый
NC (Normal Close) - нормально замкнутый

Принцип работы:

Реле потребляет около 60 мА при переключении
Управляется логическим сигналом от Arduino
В неактивном состоянии замкнуты контакты COM и NC
При активации реле COM замыкается с NO

Типы модулей реле:

Реле высокого уровня (включается при высоком сигнале)
Реле низкого уровня (включается при низком сигнале)

Коммутация "мощных" нагрузок

Реле
Транзистор
Твердотельное реле

Оцифровка аналогового сигнала на "arduino"

Принцип работы оцифровки аналогового сигнала на Arduino:
Базовая схема работы:

Arduino сравнивает входной аналоговый сигнал с опорным напряжением
Опорное напряжение обычно берется с пина 5В
Происходит преобразование аналогового сигнала в цифровой

Технические характеристики АЦП:

Разрядность: 10 бит
Диапазон входных значений: от 0 до 1023
Шаг квантования: 1024 градации
Отсчет начинается с 0 (0-1023)

Математический расчет:
Формула для получения напряжения:
Напряжение = (аналоговое значение * 5В) / 1024

Например:
При 0В → 0
При 2.5В → 512
При 5В → 1023

ШИМ - сигнал

Основные понятия:

ШИМ (PWM) - широтно-импульсная модуляция
PWM-пины обозначаются символом “~” или обведены кружком
Частота ШИМ-сигнала: около 500 Гц
Период импульсов: примерно 2 мс

Принцип работы:

Формирование импульсов постоянной частоты
Изменение длительности импульсов (скважность)
Сглаживание резких перепадов напряжения
Получение среднего значения напряжения

Математические соотношения:

Скважность 100% → постоянное напряжение 5В
Скважность 50% → среднее напряжение 2.5В
Скважность 0% → постоянное напряжение 0В

Управление в программе:

Функция analogWrite(pin, value)
Диапазон значений: 0-255
0 → полностью выключено
255 → полностью включено

Программирование

Программирование

основные

Эмулятор WOWKI

эмулятор Arduino

Arduino и реле

Arduino и сервопривод

Arduino и шаговый мотор

Мотор с редуктором

Драйвера моторов

сервопривод с библиотекой Servo.h

первый пример

сервопривод с потенциометром

функция map

шаговый двигатель с драйвером А4988

5 сервоприводов с "параллельными" органами упраления

система преобразования координат с 4 - шаговыми двигателями

Подключение библиотек WOKWI Подключение библиотек Arduino IDE

В работе функция 1 - часть А / функция 2 - часть B