В конце прошлого года ко мне обратилась одна фирма, которая предоставляет комплексные решения для зерновых культур с предложением рассмотреть проект автоматизации небольшой системы отбора проб зерна. Особенностью данного проекта являлось то, что конструктивные решения и исполнительные приводы уже были разработаны и реализованы в железе. Не вдаваясь в подробности технологического процесса отбора проб можно сказать, что цель автоматизации – это управление механическими задвижками зерно-воздушного потока, запуск шнекового смесителя для однородности проб, управление электродвигателями воздушных турбин, обработка управляющих сигналов оператора и датчиков некоторых шагов операций. Задвижки и смеситель были спроектированы так, что приводились в движение с помощью шаговых двигателей.
Раннее было принято решение построить систему автоматизации на базе одноплатного микрокомпьютера Orange pi plus 2e и микроконтроллера Arduino Nano. Для этих плат нашлось применения для другого подобного проекта, но это уже другая история. Но в последствии, после обсуждений всех преимуществ и недостатков остановились на PLC CPU 1214C DC/DC/DC с каталожным номером 6ES7 214-1AG40-0XB0 у которого на борту можно сконфигурировать до четырех импульсных выводов управления и модуль дискретных выходов SM 1222 DQ16 x 24VDC с каталожным номером 6ES7 222-1BH32-0XB0. Шаговые двигатели были выбраны из серии KRS56, управляемые драйверами TB6560 V2.
В данной статье я опишу решение поставленной мне задачи по снижению шума и повышению плавности движения механизма, движимого шаговым двигателем (далее просто ШД) при ускорении. Данная задача довольна специфична. Описанное мною решение будет полезно при разработке модулей управления ШД .
Далее опишу алгоритм управления ШД с помощью микроконтроллера.
Перед тем, как начать описывать задачу, я изложу основы управления ШД, которые будут включать необходимый минимум для рассмотрения, описанных в статье способов управления.
Рассмотрим необходимый минимум основ управления ШД , необходимый для понимания принципа управления, описанного ниже. А именно:
• Способы подключения обмоток, необходимые для осуществления данного режима работы. Полношаговый режим управления при задействовании на один шаг двух фаз.
• Изменение полярности обмотки с помощью Н-моста.
• Принципиальная электрическая схема, включающая в себя 4 драйвера полумоста и 2 Н-моста.
• Способ модуляции синусоидального сигнала с помощью широтно-импульсной модуляции (далее просто ШИМ).
• Способы подключения обмоток.
Наткнулся недавно на статью камрада BosonBeard про новые контроллеры и решил попробовать на зуб что это такое. Недолго думая были раздобыты 3 типа контроллеров: Canny 3 Tiny, Canny 5 Nano, Canny 7.
Рис. 1. Внешний вид упаковки контроллеров Canny 7 (слева), Canny 5 Nano (в центре), Canny 3 Tiny (справа), шариковая ручка для масштаба
Попросили меня как-то друзья помочь с программированием контроллера поворотного стола для фотографирования. Эти столы используются для круговой съёмки. Часто результат такой съёмки можно видеть в интернет-магазинах, когда товар можно покрутить и рассмотреть с разных сторон.
Как сделать фото 360°? Можно поставить объект на поворотную платформу, затем вручную перемещать её на определённый угол и щёлкать затвором фотоаппарата. Но лучше этот процесс автоматизировать.
Друзья мои давно занимаются этим бизнесом, сами разрабатывают и делают автоматизированные поворотные столы разных размеров на основе шагового двигателя с контроллером. Раньше у них применялся контроллер, работающий под управлением компьютера. Потом производство этих контроллеров прекратилось, и потребовалось написать программу для нового автономного контроллера.
Дело для меня совершенно новое. Я никогда не занимался АСУ, с релейно-контактной логикой незнаком, про ПЛК не слышал. Ну что ж, тем интереснее будет разобраться, что такое релейная логика и что представляют из себя языки LD (Ladder Diagram) и IL (Instruction List).
В предыдущем посте был описан начальный этап создания охранной системы, с подробным описанием выбора и подключения датчиков к микроконтроллеру, передачи информации на компьютер и создание макета комнаты для тестирования и отладки самой системы. Прочитать об этом можно здесь на хабре и более подробно вот здесь, на сайте проекта. И в конце той статьи, мы поделились своими планами по поводу дальнейшего развития проекта, которые были скорректированы после некоторых комментариев (за это огромное спасибо).
Настал тот редчайший случай, когда в работе программиста микроконтроллеров появилась нужда в знании математики и даже физики.
При управлении шаговыми двигателями важно решать кинематическую задачу. Правда по уровню сложности её можно отнести к школьной программе 6 класса.
Есть много библиотек, которые позволяют управлять шаговыми двигателями. В данной статье речь будет идти про биполярный шаговый двигатель с драйвером с интерфейсом step/dir (импульс/направление). Что такое биполярный шаговый двигатель намного лучше расскажут другие статьи на Хабре, для этого достаточно вбить в поисковик (речь про поисковик Хабра) "шаговый". А в этой статье будет рассказано про практическую реализацию сигналов (импульс/направление) на отладочной плате из серии Arduino Nano.
В статье предлагается вариант конструкции индикатора радиоактивности построенного, по большей части, на самых простых и широко распространенных деталях. Предлагаемая конструкция индикатора радиоактивности получает энергию от ручного электрогенератора, в качестве которого использован шаговый электродвигатель. В устройстве использован датчик типа СТС-5.
Сейчас можно приобрести самые разнообразные модели индикаторов радиоактивности [1], а любителями электроники разработали большое количество конструкций для самостоятельной сборки от несложных «трещалок» [2-5], до приборов, не уступающих заводским образцам [6-8]. Но большинство конструкции требуют для своей работы либо химические источники тока, либо подключение к электросети. Таким образом, в случае какой-либо по настоящему большой катастрофы многие из этих приборов либо сразу станут, бесполезны, либо достаточно быстро исчерпают запас энергии в своих автономных источниках электропитании, замену которым будет сложно найти. Строго говоря, есть конструкция индикатора радиоактивности на базе электроскопа, которая в качестве источника энергии использует ПВХ-трубку и шерстяную ткань [9]. Но эта конструкция весьма требовательна к качеству изготовления и пригодна для оценки только очень больших мощностей дозы ионизирующего излучения, вроде тех которые возникают при выпадении радиоактивных осадков в первые часы после ядерного взрыва [10].
Вообще индикатор радиоактивности потребляет относительно мало энергии, так что его питание можно осуществить от ручного электрогенератора, как это было реализовано в приборе ДГ-62 [11].
