Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства

ЗА и 4A (контакты 10 и 15)- коммутация второго двигателя, эти выводы соединены с управляющими контактами Arduino;

• 3,4 EN (контакт 9) - вывод включения или отключения правого драйвера. Он соединен с ШИМ-контактами на Arduino, что позволяет динамически регулировать скорость двигателей.

Проверьте монтаж по рис. 4.7. Потенциометр подключим позже.

Прежде чем приступать к программированию, проверим работоспособность схемы.

Подключите один из входных контакто? (2 или 7) микросхемы H-моста к шине 5 В, другой к земле. Двигатель начнет вращаться. Поменяйте подключение контактов 2 и 7, двигатель будет вращаться в другую сторону.

ВНИМАНИЕ!

Во время переключения контактов отключите батарею, чтобы случайно не вызвать короткое замыкание моста.

4.10. Управление работой Н-моста

Напишем программу для управления скоростью и направлением вращения двигателя с помощью потенциометра и драйвера H-моста. Установка движка потенциометра в среднее положение приводит к остановке двигателя, при перемещении движка вправо скорость вращения вала двигателя увеличивается, перемещение движка влево от среднего положения приводит к увеличению скорости вращения вала двигателя в обратном направлении. В программе будут три вспомогательные функции: первая - для остановки двигателя, вторая - для вращения двигателя с заданной скоростью и третья - для вращения двигателя с заданной скоростью в обратном направлении.

Анализируя рис. 4.5, делаем следующие выводы:

1. Для вращения двигателя один из выключателей должен быть замкнут, другой разомкнут.

2. Чтобы двигатель вращался в обратном направлении, замкнутый в n. 1 выключатель должен быть разомкнут, а разомкнутый - замкнут.

3. Для остановки двигателя оба выключателя должны быть разомкнуты.

ПРИМЕЧАНИЕ

Перед изменением состояния выключателей всегда отключайте ток, чтобы не вызвать короткого замыкания Н-моста.

Сначала напишем код функций для выполнения описанных действий (листинг 4.3).

Листинг 4.3. Вспомогательные функции для управления двигателем

// Вращение двигателя вперед с заданной скоростью (диапазон 0-255)

void forward (int rate)

{

digitalWrite(EN, LOW);

- 95 -

digitalWrite(MC1, HIGH);

digitalWrite(MC2, LOW);

analogWrite(EN, rate);

}

// Вращение двигателя в обратном направлении с заданной скоростью

//(диапазон 0-255)

void reverse (int rate)

{

digitalWrite(EN, LOW);

digitalWrite(MC1, LOW);

digitalWrite(MC2, HIGH);

analogWrite(EN, rate);

}

// Остановка двигателя

void brake()

{

digitalWrite(EN, LOW);

digitalWrite(MC1, LOW);

digitalWrite(MC2, LOW);

digitalWrite(EN, HIGH)

}

Обратите внимание, что в начале каждой функции на контакте EN всегда устанавливается низкий уровень, и затем задаются значения на входах блока управления MC1 и MC2. После установки значений на входах MC1 и MC2 можно снова включить ток. Подавая сигнал ШИМ на вход EN, можно управлять скоростью двигателя.

Значение переменной rate должно быть в диапазоне от 0 до 255. Основной цикл программы (листинг 4.4) считывает данные с потенциометра и в зависимости от результата вызывает требуемую функцию.

Листинг 4.4. Программа вызова вспомгательных функций

void loop()

{

val = analogRead(POT);

// Движение вперед

if (val > 562)

{

velocity = map(val, 563, 1023, 0, 255);

forward(velocity);

}

// Движение назад

else if (val < 462)

{

velocity = map(val, 461, 0, 0, 255);

- 96 -

reverse(velocity);

}

// Остановка

else

{

brake();

}

}

Сигнал с аналогового входа преобразуется в цифровое значение в диапазоне от 0 до 1023. Чтобы лучше понять принцип управления, обратимся к рис. 4.8.

Рис. 4.8. Принцип управления двигателем

При значениях сигнала от потенциометра в диапазоне от 462 до 562 ( 100 отсчетов в районе средней точки) вызывается функция break() для остановки двигателя, при значениях от 562 до 1023 - функция запуска двигателя в прямом направлении forward(), при значениях от 0 до 462 - функция запуска двигателя в обратном направлении reverse(). Функция map() знакома вам из предыдущей главы. При определении обратной скорости значение потенциометра 461 соответствует значение скорости 0, а значение потенциометра 0 соответствует значение скорости 255.

Функция map() инвертирует значения так, что на вход они подаются в обратном порядке. Объединив цикл loop() со вспомогательными функциями и начальной установкой setup(), получим полный код программы управления скоростью и направлением движения двигателя с помощью потенциометра (листинг 4.5).

Листинг 4.5. Программа управления двигателем с помощью потенциометра

!! Управление двигателем с помощью Н-моста

const int EN=9;// Вход включения двигателя EN

const int MC1=3;// Вход 1 управления двигателем

const int MC2=2;// Вход 2 управления двигателем

const int POT=0;// Аналоговый вход 0 для подключения потенциометра

int val = 0;// Переменная для хранения значения потенциометра

int velocity = 0;// Переменная для хранения скорости двигателя (0-255)

void setup()

{

pinMode(EN, OUTPUT);