Дарибаев А. Б., Серікбай Қ. Д., Бекболат С. А. «Электр жабдықтары»

Қозғалтқышты басқару жүйесінің сезгіштерінің сипаттамасы

жүктеу 4,75 Mb. бет 34/42 Дата 13.10.2023 өлшемі 4,75 Mb. #43808

32.Қозғалтқышты басқару жүйесінің сезгіштерінің сипаттамасы Қозғалтқыштың құрылғысын ашпастан бұрын, қысқаша түрде бір роботты техникалық түсінік ­ актуаторды сипаттаймыз. Шындығында, актуатор ­ роботқа қозғалуға мүмкіндік беретін құрылғы. Егер робот дөңгелекті болса, онда актуаторда ол екеу ­ әр дөңгелегінде бір­біреуден. Күрделі қадымдап басатын роботтың құрамында өз аяғының әр буынында бірнешеу көптеген осындай құрылғылар бар. Актуаторлардың көптеген түрлі түрлері бар, оларға үш негізгі топ қосылады: электрлік, пневматикалық және гидравликалық (соңғысын кез­келген экскаватордан байқауға болады). Ең қолжетімділерге және қарапайымдарға электрлік жатады. Осындай электрлік актуаторлардың бірін біз өзіміздің курстарымызда пайдаланатын боламыз. Оның атауы ­ тұрақты токтың қозғалтқышы. Үнемі токтың қозғалтқышының құрылғысын физика сабақтарында өтеді. Осы электрмеханикалық құралдың сұлбасының құрамында екі тұрақты магнит, екі (немесе одан көп) электрмагниті бар ротор және екі байланысты алаңдарымен білігі бар. 1.2 Қозғалтқыштар жүрісінің реттеуіші Микроконтроллер ­ бұл өте «нәзік» және «сезімтал» құрылғы екендігі бізге белгілі. Ол шағын токтармен және кернеулермен операция жасайды. Сонымен қатар, қазіргі замандағы көптеген шағын контроллерлер және ЭЕМ 5 вольтті, 3.3 Вольтті немесе одан да аз кернеумен жұмыс істейді. Сонымен қатар, типтік шағын сұлбаларды айналатын токтың күші 10­20 миллиамперден аспайды. Егер бізге шағын контроллерінің көмегімен роботтың қуатты қозғалтқыштарын басқару қажет болса не істеу қажет? Тіпті біздің курстағы аз қозғалтқыштарға 5­6 вольтті кернеу мен жүздеген миллиамперге дейінгі токтың күші қажет етіледі. сондай­ақ, қозғалтқышты іске қосқан уақытта ол арқылы күші бір амперден артық болатын ток өтеді. Мұндай жүктеме секундт үлесінің ішінде кез­келген шағын контроллеріні жояды. Осы проблеманы шешу үшін арнайы құрылғылар қолданылады, олар қозғалтқыш жүрісінің реттеушілері деп аталады. Мұндай құрылғылар қуатты қозғалтқышқа әлсіз шағын контроллерінің мұқият басқаруымен үлкен токтарды беруіне мүмкіндік береді. Біздің жұмыста біз екі арналы DRV8833 реттеуішін пайдаланатын боламыз, олардың қорытындылары төменде көрсетілген. GND ­ жер; VIN ­ қозғалтқыштардың қуатының кернеуі 2.7­10.8В; AIN1, AIN2 ­ № 1 арнаны басқару (контроллерге); BIN1, BIN2 ­ № 2 арнаны басқару (контроллерге); AOUT1, AOUT2 ­ № 1 арнаның шығуы (қозғалтқышқа); BOUT1, BOUT2 ­ № 2 арнаның шығуы (қозғалтқышқа); AISEN, BISEN ­ токтты шектеушінің баптауы (қоспаймыз); nSLEEP ­ тыныштық режиміне ауыстырып­қосу (белсенділігі төмен, қоспаймыз); nFAULT ­ қатенің дабылы (қоспаймыз). Әр арнаны басқару үшін екі шығарылым қозғалтқышты айналудың бағытын беру үшін қажет. Мысалы, егер AOUT1 қорытындысына жағымды дабылды беретін болсақ, ал AOUT2 ­ нөлді берсек (яғни, жермен біріктіру), онда қозғалтқыш бір бағытта айналатын болады. Мысалы, AOUT2 жағымды дабылын бере отырып, нөлді AOUT1 берсек, біз қозғалтқыштың айналуының бағытын өзгертеміз. 1.3 Айналу жылдамдығын басқару үшін ЕИМ­ді пайдалану Өткен сабақтарда айтылғандай, құралдардың кернеуін баяу басқару үшін біз ЕИМ күрделі дабылдарын пайдалана аламыз. Қозғалтқыштардың айналуының жылдамдығын басқару үшін, баяу басу мен жарық диодын жандыру үшін біз қолданған сол тәсілді қолдануға болады.. Қозғалтқыштың айналуының бағытын басқару Жұмыстың нәтижесі Бағдарламаны іске қосқаннан кейін, қозғалтқыш бір жаққа, сосын екінші жаққа ауыса отырып айналуы тиіс. Бағыттың ауысуының кезеңі ­ бес секунд. Қолданылатын компоненттер: Қозғалтқыштар жүрісінің реттеуіші – 1 дана Қозғалтқыш – 1 дана Мысал: int motA_1 = 3; int motA_2 = 5; void setup(){ pinMode(motA_1, OUTPUT); pinMode(motA_2, OUTPUT); } void loop(){ analogWrite( motA_1, 0 ); analogWrite( motA_2, 128 ); delay(2500); analogWrite( motA_2, 0 ); analogWrite( motA_1, 128 ); delay(2500); } Тапсырма 2. Қозғалтқыштың айналуының жылдамдығын басқару. Жұмыстың нәтижесі Бағдарламаны іске қосқаннан кейін, қозғалтқыш әр екі секунд сайын баяу айналуының жылдамдығын арттырады. Тапсырма 3. Қозғалтқыш пен потенциометр (өздігінен) Жұмыстың нәтижесі Іске қосқаннан кейін бағдарлама күту режиміне өтеді. потенциометрдің сабын айналдырған кезде, қозғалтқыш айналудың жылдамдығын толық тоқтағаннан бастап максимумға дейін өзгертуі тиіс. Тапсырма 4. Қозғалтқыш және температураның қадағасы (өздігінен) Жұмыстың нәтижесі Іске қосқаннан кейін бағдарлама күту режиміне өтеді. Егер ауаның қоршаған ортаның температурасы 35 градусқа дейін артса, қозғалтқыш желдеткішті айналдыра бастайды. 2. Одометрия 2.1 Одометрдің әрекет етуінің қағидаты Одометрия дегеніміз кеңістікте осы машинаның орын ауыстыруын бағалау үшін машинаның жетектерінің қозғалыстары туралы мәліметтерді пайдалануы. Одометрияны жиі жайғастыру деп атайды. Роботтың қоршаған ортада бағыт ала алуы, кеңістіктегі өзінің жай­күйін білуі үшін оған ол үшін түрлі құралдардың бірқатары қажет. Жайғастырудың бірқұрылғысы одометр болып табылады. Одометр ­ бұл дөңгелектің айналымдарының есептегіші. Осы құралдың әрекет етуінің қағидаты өте қарапайым. Дөңгелектің бір (немесе бірнеше) нүктелеріне белгі белгіленеді. Осы белгі дөңгелектің негізгі бөлігінен ерекшеленетін түске боялған дөңгелектің немесе телімнің дискісіндегі тесік, тұрақты магнит болуы мүмкін. Белгінің түріне байланысты, машинаның өзінде тіркеуші құрылғы орнатылады. Магниттің жағдайында, мұндай құрылғы Холлдың қадағасы немесе шарғы бола алады. Ал егер бізге тесікті ұстау керек болса, фото бөлгіш жарамды болып табылады. Белгі тіркеушінің жанынан өткен сайын, біз өзіміздің есептегішке бірлікті қосып отырамыз. Сондай­ ақ, біз тіркеудің жағдайларының арасындағы уақытты өлшейтін боламыз, ол дөңгелектің айналуының жылдамдығын өлшеуге көмектесетін болады. 2.2 Спидометрдің әрекет етуінің қағидаты Спидометр ­ бұл жылдамдықты өлшеуге арналған құрал. Кез­келген заманға сай көлік құралында спидометр бар. Ол қалай құрылған? Алғашында бізге одометр қажет болады. Айтып өткендей, одометр бізге дөңгелектің айналымының санын тіркеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, біз әр айналым жүзеге асырылатын уақытты өлшеу үшін алдын­ала қам жасадық. Осы екі параметрлерді біле отырып, біз дөңгелектің орташа жылдамдығын жеңіл аламыз: V к = Q/TCP мұнда Q ­ айналымның саны; Тср ­әр айналымның орташа уақыты; Vk ­ айналымның орташа жылдамдығы; Дөңгелектің айналуының жылдамдығын біле отырып, біз машиналардың жүруінің жылдамдығын есептей аламыз. Ол үшін біз дөңгелектің шеңберінің ұзындығын өзімізге белгілі формула бойынша өлшейміз: Lk = 2nr мұнда r ­ дөңгелектің радиусы, ал L ­ оның шеңберінің ұзындығы. Сондай­ақ, қорытындылайтын кезең. Дөңгелектің айналуының жылдамдығын оның шеңберінің ұзындығына көбейтеміз: S = V к * L к Мұнда S ­ машинаның жүруінің бастапқы жылдамдығы. 2.3. Холлдың қадағасы Енді дөңгелектегі магниттік белгі туралы сөйлесейік. Айтып өткендей, осындай белгіні тіркеу үшін магнитті өрістің қадағасы қажет. Осындай қадаға ретінде шарғыны да және герконды да (бітеу байланыс), және басқа да қызықты құралдарды қолдануға болады. Осы курста біз Холлдың қадағасын TLE4935L пайдаланатын боламыз. Холлдың қадағасы ­ бұл дайын электрондық құрал, ол қосымша аралық тізбектерсіз шағын контроллерге қосылуға дайын. Күші жеткілікті магнитті өрісті анықтаған кезде, Холлдың қадағасы дабылды байланыста кернеудің жағымды деңгейін береді. Тапсырмалар Тапсырма 1. Холлдың қадағасы Жұмыстың нәтижесі Іске қосқаннан кейін бағдарлама күту режиміне өтеді. Магнитті өрісті қадағамен тіркеген кезде ДК ретті портына “Field detected” жолы жіберіледі. Тапсырма 2. Қозғалтқыштың айналымдарының есептегіші Жұмыстың нәтижесі Іске қосқаннан кейін бағдарлама күту режиміне өтеді. Әр жаңа айналымды тіркеген кезде жасалған айналымдардың жалпы саны ДК ретті портына жіберіледі. Тапсырма 3. Сегментті көрсеткішке есептегіштің шығуы (өздігінен) Жұмыстың нәтижесі Іске қосқаннан кейін бағдарлама күту режиміне өтеді. Әр жаңа айналымды тіркеген кезде, жасалған айналымдардың жалпы саны СК дисплейде көрінеді. Тапсырма 4. СК дисплейге спидометрдің шығуы (өздігінен) Жұмыстың нәтижесі Іске қосқаннан кейін, бағдарлама СК дисплейде дөңгелектің айналуының ағымдағы жылдамдығын көрсете бастайды. 2.4. Серво­қозғалтқыш 2.4.1. Серво­қозғалтқыштың құрылғысы Роботтехникасында қолданылатын тағы бір электрмеханикалық актуатор серво­қозғалтқыш (серво­ жетек, серво­машина) болып табылады. Қарапайым қозғалтқыштарға қарағанда, серво­қозғалтқыш білікті қатаң түрде берілген бұрышқа қарай бұра алады. Серво­машиналардың осы пайдалы қасиеті жиі авиаүлгілеуде, электрондарды, рөлдерді, биіктіктерді және т.с.с. басқару үшін қолданылады. Осындай қозғалтқыш күрделі құрастырылған. Құралдың жоғарғы бөлігінде тістегершікті бәсеңдеткіш орналасқан, ол қозғалтқыштың айналатын кезеңін біршама ұлғайтуға мүмкіндік береді, ол оның айналу жылдамдығының төмендеуінің есебінен жүзеге асады. Төменде потенциометр орналасқан, ол бәсеңдеткіштің қандай бұрышқа бұрылғандығын анықтауға мүмкіндік береді. Соңында, корпустың ішінде басқарудың шағын тақтасы бар, ол серво­қозғалтқышты осындай ақылды етеді. Осы тақта үнемі біліктің ағымдағы қалпын бақылап отырады, және егер білік берілген бағыттан ауытқитын болса, оны түзетеді. Серво­қозғалтқыш ЕИМ дабылының көмегімен басқарылады. Бірақ тұрақты токтың қарапайым қозғалтқышына қарағанда, мұнда ЕИМ деңгейін айналудың жылдамдығы емес, айналудың бұрышы береді. 2.4.2 Серво­қозғалтқыштарды басқарудың кітапханасы Arduino IDE серво­қозғалтқыштармен жұмыс істеуге арналған арнайы кітапхана бар ­ Servo. Қозғалтқышты қосу үшін тиісті нысанды құру қажет. Servo myservo; Сосын, setup бөлімінде жүктеуді орындау қажет: myservo.attach (байланыстың_нөмірі); Біліктің бұрышқа бұрылуы write қызметімен жүзеге асырылады: myservo.write (бұрыш); бұрыш градуспен беріледі және ­90 бастап +90 дейін, серво­қозғалтқыштың үлгісіне байланысты мәнге ие болады. #include Бағдарламаның мысалы Servo myservo; int servo_pin = 9; void setup() { myservo.attach( servo_pin ); myservo.write( 90 ); } void loop(){ } //серво­қозғалтқышты Arduino 9 байланысымен байланыстырамыз // қозғалтқыштың білігін +90 градусқа бұрамыз Тапсырмалар Тапсырма 1. Серво­қозғалтқышты басқару Жұмыстың нәтижесі Бағдарламаны іске қосқаннан кейін, қозғалтқыш білікті солға қарай 90 градусқа, сосын екі секундтан кейін оңға қарай 90 градусқа бұрады. Тапсырма 2. Серво­қозғалтқыш пен потенциометр (өздігінен) Жұмыстың нәтижесі Іске қосқаннан кейін бағдарлама күту режиміне өтеді. Потенциометрдің тұтқасы айналған кезде, серво қозғалтқыш бұрылыстың бұрышын ­90 бастап +90 градусқа дейін ауыстырады. Тапсырма 3. Нұсқары бар спидометр (өздігінен) Жұмыстың нәтижесі Іске қосқаннан кейін бағдарлама серво­қозғалтқышта бұрышты 0 градусқа орнатады. жүктеу 4,75 Mb. Достарыңызбен бөлісу:

©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз