Цифровая электроника для начинающих - страница 19

Как уже говорилось в предыдущей главе, любой микроконтроллер не может управлять мотором напрямую, у вывода не хватит мощности. Существуют специальные микросхемы, называемые “драйверами”, которые и выполняют эту работу. Разумеется, мотор можно подключить и через транзистор, но полноценный драйвер имеет больше возможностей, например возможность смены направления вращения мотора.

Для примера рассмотрим драйвер на микросхеме L298N, его можно купить в виде готовой платы ценой 2-5$.

Плата имеет вполне неплохие для своей цены возможности. Левые и правые разъемы используются для подключения моторов. Плата также имеет стабилизатор напряжения, что позволяет использовать для питания моторов 12В, а выход 5В использовать для питания Arduino.

Описание комбинаций управляющих импульсов приведено в документации на микросхему (С и D - входы каждого канала).

Соответственно, линейка из 6 выводов имеет 2 переключателя ENA ENB (Enable A, B) для активации левого и правого моторов, 4 вывода IN1, IN2, IN3, IN4 используются для подачи управляющих импульсов.

Пример кода управления моторами показан ниже. Здесь входы EN1, EN2 используются для управления скоростью моторов уже рассмотренным ранее методом широтно-импульсной модуляции.

// Моторы M1, М2

int enA = 10, in1 = 9, in2 = 8;

int enB = 5, in3 = 7, in4 = 6;

void setup() {

pinMode(enA, OUTPUT);

pinMode(enB, OUTPUT);

pinMode(in1, OUTPUT);

pinMode(in2, OUTPUT);

pinMode(in3, OUTPUT);

pinMode(in4, OUTPUT);

}

void runMotors() {

// Запустить мотор А

digitalWrite(in1, HIGH);

digitalWrite(in2, LOW);

// Установить скорость 200 (диапазон 0~255)

analogWrite(enA, 200);

// Запустить мотор B

digitalWrite(in3, HIGH);

digitalWrite(in4, LOW);

// Установить скорость 200 (диапазон 0~255)

analogWrite(enB, 200);

delay(2000);

// Изменить направление

digitalWrite(in1, LOW);

digitalWrite(in2, HIGH);

digitalWrite(in3, LOW);

digitalWrite(in4, HIGH);

delay(2000);

// Остановить моторы

digitalWrite(in1, LOW);

digitalWrite(in2, LOW);

digitalWrite(in3, LOW);

digitalWrite(in4, LOW);

}

void loop() {

runMotors();

delay(5000);

}

Другой вариант схемы подключения показан на картинке ниже, здесь входы EN1/EN2 программно не управляются, они просто замкнуты переключателями, идущими в комплекте с платой. Это не позволяет управлять скоростью моторов, зато делает подключение более простым.

Таким образом, с помощью одного или двух драйверов можно управлять двумя или четырьмя моторами.

Желающие заняться робототехникой более серьезно, могут также приобрести специальную платформу с колесами и моторами. Оснастить ее электроникой и датчиками можно по своему вкусу.

Стоимость такой платформы составляет от 20$ до 100$ в зависимости от размера, мощности моторов и качества изготовления.

2.13 Multiwii - делаем квадрокоптер

Платы Arduino имеют весьма неплохие возможности и вычислительную мощность, что позволяет не только мигать светодиодом, но даже сделать вполне функциональный дрон, способный летать в разных режимах, делать фотосъемку местности, удерживать высоту полета и пр. Для этого используется популярный проект с открытым исходным кодом Multiwii. Его название произошло от давно популярного контроллера Wii Nunchuck, имеющего внутри гироскоп и акселерометр. Соединив его с Arduino и платой управления моторами, можно было получить вполне летающий квадрокоптер. Позже появились уже готовые платы со всеми датчиками на борту.

Чтобы собрать квадрокоптер на базе Multiwii, потребуется:

- Специальная плата Multiwii, имеющая “на борту” процессор и набор датчиков.

- Пульт управления для радиоуправляемых моделей, приемник которого подключается к каналам D2 - D8.

- 4 бесколлекторных мотора и 4 регулятора скорости, выводы которых подключаются к площадкам D12, D3, D9, D10.

- 4 пропеллера разного направления вращения.

- Литий-полимерный аккумулятор для авиамоделей (они способны отдавать большие токи, в отличие например, от телефонных)

Примерная схема всех возможных устройств, подключенных к квадрокоптеру, показана на рисунке.

Здесь используются не только плата управления, но и GPS и подвес для фотокамеры, в простейшем случае без них можно обойтись.