Laptop-basiertes HMI zur Drehzahl- und Richtungssteuerung von Gleichstrommotoren
Gleichstrommotoren werden normalerweise mit Schaltern oder Knöpfen für die Richtung und einem Potentiometer für die Geschwindigkeit gesteuert.Während das Potentiometer weiterhin für die Geschwindigkeitsregulierung wirksam bleibt, bietet dieses System eine Alternative, indem es sowohl die Geschwindigkeits- als auch die Richtungssteuerung eines Gleichstrommotors (bis zu 36 V) direkt über einen Laptop ermöglicht.Es integriert ein Arduino Uno-Board für die serielle Kommunikation mit einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI), die mithilfe von Processing entwickelt wurde.(Processing ist eine kostenlose Open-Source-Programmiersprache und -Umgebung zum Erstellen interaktiver Grafiken, Animationen und Anwendungen.) Die GUI fungiert als Laptop-basierte Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) und ermöglicht eine reibungslose, bildschirmbasierte Motorsteuerung.
Die für den Zusammenbau der Hardware erforderlichen Komponenten sind in der Stücklistentabelle 1 aufgeführt. Ein auf einem Steckbrett basierender Autorenprototyp des Systems wird in „Schaltung und Funktion“ gezeigt
Abb. 2 zeigt den Schaltplan des Laptop-basierten HMI für die Drehzahl- und Richtungssteuerung von Gleichstrommotoren.Das System besteht aus einem Arduino Uno-Board (MOD1), dem L293D-Motortreiber-IC (IC1), einem Gleichstrommotor (M) und einigen unterstützenden Komponenten.Für den Motor sollte eine separate 9-V-Stromversorgung verwendet werden, anstatt ihn mit der Stromquelle des Arduino zu kombinieren.Das Arduino-Board benötigt eine dedizierte 9-V-Versorgung.Zur Programmierung wird ein USB-Kabel verwendet.
Das System funktioniert durch serielle Kommunikation zwischen der Laptop-GUI und dem Arduino-Board.Die GUI sendet Steuerbefehle über den seriellen USB-Anschluss an den Arduino.Beim Empfang dieser Befehle interpretiert der Arduino sie und aktiviert den Motor mithilfe des L293D-Treibers.Speziell:
Befehl 0: Bewegt den Motor vorwärts
Befehl 1: Stoppt den Motor
Befehl 2: Kehrt die Motorrichtung um
Befehle 3 bis 255: Stellen Sie PWM-Werte für die Geschwindigkeitssteuerung dar
Software
In diesem System werden zwei Codesätze verwendet: