Высокопроизводительная библиотека Arduino для управления двигателями постоянного тока

Компоненты и материалы

Arduino UNO	×	1
Биполярный транзистор NPN (general purpose)	×	2
Биполярный транзистор PNP (general purpose)	×	2
Резистор 1 кОм	×	2
Диод 1N4007 (высоковольтный, высокотоковый)	×	4

Приложения и сервисы

• Arduino IDE

О проекте

Представляю библиотеку Arduino для управления двигателями постоянного тока. Она обладает широкими возможностями и гибкостью, позволяя управлять любым двигателем постоянного тока требуемым образом. Библиотека разработана с учетом требований промышленного управления движением и включает 16 функций для универсального управления.

Возможности библиотеки

1. Управление направлением вращения.
2. Управление скоростью 0–100%.
3. Мягкий пуск (soft start) за заданное время — плавный разгон от 0% до заданной скорости.
4. Плавная остановка (smooth stop) за заданное время — плавное снижение скорости до 0%.
5. Рывковое управление (jog control) в любом направлении — короткий импульс движения.
6. Динамическое торможение (DC BRAKE) — мгновенная/аварийная остановка.

Ниже краткое описание всех функций, затем примеры использования. В конце приведена схема с H-мостом для управления двигателями.

Для использования скопируйте папку DC_Motor в директорию библиотек Arduino (например, C:\arduino-1.6.7\libraries).

Описание функций библиотеки

Базовые функции (без управления скоростью):

1. DC_Motor(int pin1, int pin2) — объявление пинов Arduino для управления двигателем.
2. DC_Motor(int pin1, int pin2, int speed_flag) — объявление ШИМ-пинов для управления скоростью.
3. start_motor(int dir) — запуск вращения в заданном направлении (1 — вперед, 0 — назад).
4. forward() — запуск вперед.
5. reverse() — запуск назад.
6. dc_break() — мгновенная остановка* (требует специальной схемы с тормозными резисторами и осторожности).
7. stop_motor() — остановка двигателя.
8. jogg_full_speed(int dir) — рывок на полной скорости 5 сек в заданном направлении.

Функции с управлением скоростью (требуют инициализации второй функцией с speed_flag=1 на ШИМ-пинах):

9. set_speed(int speed) — установка скорости 0–100%.
10. forward_with_set_speed() — запуск вперед с заданной скоростью.
11. reverse_with_set_speed() — запуск назад с заданной скоростью.
12. run_motor(int dir, int speed) — вращение в направлении dir со скоростью speed.
13. jogg_set_speed(int dir, int speed) — рывок в направлении dir со скоростью speed.
14. motor_speed_zero() — плавное снижение скорости до 0 (не используйте stop_motor(), он выдает цифровой сигнал).
15. soft_start(int dir, int speed, int time_in_sec) — разгон от 0 до speed за time_in_sec секунд в направлении dir.
16. smooth_stop(int time_in_sec) — плавная остановка от текущей скорости до 0 за time_in_sec секунд.

Примеры

1) Вращение вперед/назад на полной скорости (без управления скоростью)

/* this program will rotate DC motor forward for 5 sec
then stop for 2 sec and again rotate motor reverse for
5 sec, stop for 2 sec continuously
created by A M Bhatt (+91-9998476150), Gujarat, INDIA
on 12/10/2016
*/
#include 
DC_Motor motor(8, 12);
void setup() {}
void loop() {
  motor.forward();
  delay(5000);
  motor.stop_motor();
  delay(2000);
  motor.reverse();
  delay(5000);
  motor.stop_motor();
  delay(2000);
}

2) Вращение вперед/назад с заданной скоростью

/* this program will rotate DC motor forward for 5 sec
at 40% speed then stop for 2 sec and again rotate motor reverse for
5 sec at 80% speed continuously
created by A M Bhatt (+91-9998476150), Gujarat, INDIA
on 12/10/2016
*/
#include 
DC_Motor motor2(9, 10, 1);
void setup() {}
void loop() {
  motor2.set_speed(40);
  motor2.forward_with_set_speed();
  delay(5000);
  motor2.motor_speed_zero();
  delay(2000);
  motor2.set_speed(80);
  motor2.reverse_with_set_speed();
  delay(5000);
  motor2.motor_speed_zero();
  delay(2000);
}

3) Рывковое управление в обе стороны с/без скорости

/* this program applies jog to two different DC motors
* it applies jog to 1st motor in full speed in both direction
* and then provides jog to 2nd motor with 80% speed in reverse
* direction and 30% speed in forward direction
* created by Ashutosh M Bhatt(+91-9998476150), Gujarat (INDIA)
* on 22/10/2016
*/
#include 
DC_Motor motor(8, 12);
DC_Motor motor2(9, 10, 1);
void setup() {}
void loop() {
  motor.jogg_full_speed(1);
  motor.jogg_full_speed(0);
  motor2.jogg_set_speed(0, 80);
  motor2.jogg_set_speed(1, 30);
}

4) Мягкий пуск и плавная остановка

/* this program will give soft start to motor and increase its speed
from 0 to 90% in 10 sec in forward direction
then it gives smooth stop from 90% to 0 in 5 sec
again soft start from 0 to 50% in 6 sec in reverse direction
and finally smooth stop from 50% to 0 in 3 sec
created by A M Bhatt (+91-9998476150), Gujarat, INDIA
on 12/10/2016
*/
#include 
DC_Motor motor2(9, 10, 1);
void setup() {}
void loop() {
  motor2.soft_start(1, 90, 10);
  delay(3000);
  motor2.smooth_stop(5);
  motor2.soft_start(0, 50, 6);
  delay(3000);
  motor2.smooth_stop(3);
}

Код

Библиотека управления DC-мотором (C Header File)

Библиотека управляет скоростью и направлением всех типов двигателей постоянного тока. Предпросмотр недоступен (только скачивание).

Схемы