Как подключить потенциометр к моторчику
Как подключить потенциометр для преобразователя частоты
Выносные потенциометры в частотно-регулируемых электроприводах применяются для задания частоты вращения электродвигателя, а также при настройке ПИД-регулятора преобразователя. В последнем случае реостат используется для имитации аналогового сигнала с датчика.
Как выбрать потенциометр
Задающее устройство выбирают исходя:
При выборе также учитывают конструкцию реостата, производители преобразователей частоты рекомендуют долговечные проволочные резисторы.
Подключение внешнего потенциометра
Устройство подключают по схеме, указанной в инструкции по эксплуатации преобразователя.
Центральные контакты регулируемого реостата подключаются к аналоговым входам преобразователя 10. +10 В или 0-20 мА или 4-20 мА. Другие выводы подключаются к источнику опорного напряжения, связанного с входами для аналогового сигнала.
При наличии источника, встроенного в преобразователь, резистор для задания угловой частоты ротора подключат к соответствующим входам.
Для ручной регулировки скорости вращения двигателя в автоматических системах с датчиками технологических параметров необходим частотник с двумя или тремя аналоговыми входами.
Подключение потенциометра выполняют экранированными контрольными кабелями. При с расстоянии до частотника меньше 1 метра допускается использовать неэкранируемые провода. Для исключения влияния помех на работу привода реостат размещают как можно ближе к преобразователю частоты.
Номинальное сопротивление подбирают по чувствительности аналогового входа преобразователя. Величина управляющего сигнала должна попадать в диапазон. При значительной длине линии целесообразно обратиться в техническую поддержку производителя преобразователя, в ряде случаев нужно уменьшить номинальное сопротивление потенциометра. Для подавления индукционных помех в протяженных линиях используют емкостные фильтры 100-470 мкФ на 16 В, которые подключают между общей клеммой и движком потенциометра.
При подключении необходимо соблюдать правила устройства слаботочных линий: прокладывать кабель вдали от источников электромагнитного излучения, раздельно с силовыми цепями.
Конфигурация частного преобразователя
К настройке преобразователя приступают только после монтажа, проверке подключения устройства к двигателю, предварительной настройке устройства. Для задания конфигурации открывают меню преобразователя и вводят:
Время разгона. Характеристика определяет время достижения валом двигателя заданной частоты вращения. Для низкоинерционного оборудования устанавливают быстрый разгон. Чтобы избежать перегрева, превышения тока и связанных с этим отключений привода, для мельниц, дробилок и другого оборудования необходимо длительное время. Характеристика определяется при проектировании привода.
Время торможения. Параметр определяет время снижения угловой частоты вала электропривода с номинала частоты до нуля. При использовании внешнего потенциометра в качестве задающего устройства выставляют значение, рассчитанное на конкретные механизмы. При необходимости быстрой остановки высокоинерционных механизмов применяют тормозные резисторы.
Верхний и нижний предел скорости. Верхний и нижний предел частоты вращения должен соответствовать возможностям преобразователя и оборудования.
После настройки конфигурируют аналоговый выход. Для этого выбирают пункт меню «источник задания». Для регулирования скорости внешним потенциометром выбирают источник задания аналоговый вход или «Analog in». Другие источники задания частоты управления отключают или настраивают для работы с датчиками.
Минимальное значение тока или напряжения входа частотника должно соответствовать предельной величине сопротивления потенциометра. При таком сопротивлении внешнего устройства двигатель должен останавливаться. Верхнее значение должно совпадать с самым низким сопротивлением, при этом скорость вала электропривода достигает предельной частоте вращения.
При линейной зависимости сопоставления потенциометра от угла поворота ручки отрегулировать скорости значения внутри диапазона не составляет труда. Количество оборотов в минуту отображается на индикаторной панели преобразователя. Для нелинейных потенциометров скорость внутри интервала регулирования определяют по графику зависимости напряжения от угла поворота.
При необходимости, возможно настроить совместную работу потенциометра и датчиков технологических параметров. При этом на панели частотника будут отображаться фактические значения расхода, уровня, давления или других характеристик.
На большинство преобразователей частоты можно приобрести и установить выносную панель с потенциометром, некоторые модели уже укомплектованы встроенным резистором.
Выносные потенциометры используют на насосных станциях, технологических линиях, станках, где условия эксплуатации не позволяют осуществлять управление непосредственно с преобразователя, для нескольких приводов под управлением одного частотника.
Выносной потенциометр намного дешевле электроники, специализированных задающих устройств унифицированных аналоговых сигналов. Резисторы с переменным сопротивлением применяют в приводах с несложными алгоритмами управления. Потенциометры также устанавливают в схемах автоматического оборудования для реализации ручного режима регулирования частоты вращения вала двигателя.
Подключение потенциометра к Ардуино
В робототехнике регулировка различных параметров, таких как громкость звука, мощность, напряжение и т.д., осуществляется при помощи переменных резисторов с регулируемым уровнем сопротивления. Примером такого устройства является потенциометр ардуино, который при включении в электрическую схему может быть использован для регулировки параметров. В этой статье мы рассмотрим варианты подключения и примеры скетчей для работы с потенциометром.
Принцип работы потенциометра
Переменный резистор или потенциометр – это электрическое устройство, значение уровня сопротивления которого можно задать в определенных пределах. Таким образом мы можем менять параметры электрических схем, гибко подстраивая их под определенные условия: например, регулировать чувствительность датчика или громкость звука в динамике. Потенциометры получили широкое распространение в схемах регулировки громкости, напряжения, контрастности и т.д., за свою простоту и практичность.
В зависимости от своего строения потенциометры делятся на два больших класса: цифровые и аналоговые. Основным элементом цифрового потенциометра является резистивная лестница, где на каждом шаге схемы имеются электронные переключатели. В конкретный момент времени происходит закрытие только одного электронного выключателя, что задает определенную величину сопротивления. За счет количества шагов в лестнице определяется диапазон разрешения потенциометра. Аналоговый потенциометр может изменять свое значение непрерывно, но, как правило, в более узком диапазоне и сам резистор будет иметь большие габариты.
В подавляющем большинстве случаев в проектах ардуино используются цифровые потенциометры. Чаще всего они являются интегральными схемами с положением цифрового указателя по центру шкалы.
Подключение потенциометра к платам Ардуино
Схема подключения
Подключение потенциометра к ардуино выполняется в соответствии со схемой, представленной на рисунке:
Для этого три вывода потенциометра необходимо соединить с указанными выводами платы:
Изменяя положение вала подключенного потенциометра, происходит изменение параметра сопротивления, которое вызывает изменение показателя на нулевом пине платы ардуино. Считывание полученного значения напряжения аналогового импульса происходит в скетче с помощью команды analogRead ().
В плату Ардуино встроен аналого-цифровой преобразователь, способный считывать напряжение и переводить его в цифровые показатели со значением от нуля до 1023. При повороте указателя до конечного значения в одном из двух возможных направлений, напряжение на пине равно нулю, и, следовательно, напряжение, которое будет генерироваться составляет 0 В. При повороте вала до конца в противоположном направлении на пин поступает напряжение величиной 5В, а значит числовое значение будет составлять 1023.
Пример проекта
Примером реализации схемы подключения потенциометра может стать макетная плата с подключенным переменным резистором и светодиодом. При помощи потенциометра будет выполняться управление уровнем яркости свечения.
Для проведения работ следует подготовить такие детали:
Для использования меньшего количества проводов от макетной платы к контроллеру следует подключить светодиод и потенциометр проводом земли к длинному рельсу минуса.
Пример скетча
В этом примере важно понимать, что яркость свечения светодиода управляется не напряжением подаваемым с потенциометра, а кодом.
Управление скоростью вращения двигателя постоянного тока с помощью Arduino
Двигатель постоянного тока – это наиболее часто используемый тип двигателя в робототехнике и электронных устройствах. Для управления скоростью вращения такого двигателя можно использовать различные методы, но в этом проекте мы будем использовать для этой цели широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Управлять скоростью вращения двигателя постоянного тока мы будем с помощью потенциометра, поворачивая его ручку.
Общий принцип использования ШИМ
Управляя скоростью модуляции ШИМ (Pulse Width Modulation, PWM) можно регулировать, к примеру, силу свечения светодиода – данный принцип пояснен на следующем рисунке. Аналогичный механизм используется и для управления скоростью вращения двигателя.
Если на представленном рисунке выключатель будет замкнут на протяжении некоторого времени, то на протяжении этого же времени лампочка будет гореть. Если переключатель будет замкнут в течение 8ms и будет разомкнут 2ms в течение интервала 10ms, тогда лампочка будет гореть только в течение интервала 8ms. В рассмотренном примере можно сказать, что среднее выходное напряжение (на лампочке) будет составлять 80% от напряжения батареи.
В другом случае выключатель замыкается на 5ms и размыкается на эти же самые 5ms в течение интервала 10ms, таким образом среднее напряжение на лампочке будет составлять 50% от напряжения батареи. Принято говорить, что если напряжение батареи 5В и цикл занятости составляет 50%, то среднее напряжение на оконечном устройстве (лампочке) будет составлять 2.5В.
В третьем рассмотренном на рисунке случае цикл занятости составляет 20% и поэтому среднее напряжение на оконечном устройстве (лампочке) будет составлять 20% от напряжения батареи.
Применяя все сказанное к рассматриваемому нами примеру управления скоростью вращения двигателем можно сказать, что чем больше будет коэффициент заполнения ШИМ (отношение длительности ON состояния к периоду), тем выше будет скорость вращения двигателя.
Необходимые компоненты
Схема устройства
Представлена на следующем рисунке.
Объяснение работы программы
Объяснение работы программыПолный текст программы приведен в конце статьи, в этом разделе объяснено назначение ключевых элементов кода.
В ниже представленных строчках кода мы инициализируем переменные c1 и c2 и назначаем аналоговый контакт A0 выходу потенциометра, а 12-й контакт будем использовать для ШИМ.
Подключение потенциометра к Ардуино
Потенциометр Ардуино (переменный резистор) служит для регулировки или настройки различных параметров в электрической цепи — мощности, напряжения, громкости звука и т.д. Рассмотрим, как подключить переменный резистор к Ардуино правильно, и представим несколько примеров программ для регулировки яркости светодиода и угла поворота сервомотора подключенных к микроконтроллеру Arduino.
Потенциометр Ардуино — что это такое
Переменный резистор в электрической цепи с платой Arduino Uno или Nano используется в качестве делителя напряжения. На выводы потенциометра подается напряжение (5V и GND), а средний вывод радиоэлемента является подвижным контактом. При вращении ручки потенциометра, напряжение сигнала на среднем выводе будет меняться от своего максимального значения (5 Вольт) до нуля.
Подстроечный и переменный резистор (потенциометр)
Потенциометры бывают разных типов. По характеру изменения сопротивления они делятся на: линейные (сопротивление меняется в прямой зависимости), логарифмические и экспоненциальные (сопротивление меняется с разной интенсивностью). По типу корпуса бывают: однооборотные, многооборотные, ползунковые и т.д. По назначению: переменные и подстроечные резисторы.
Как подключить потенциометр к Ардуино
Для этого занятия нам потребуется:
Крайние ножки переменного резистора подключаются к портам питания (5V и GND). Средний контакт имеет подвижный контакт, на котором меняется напряжение вследствие изменения сопротивления при вращении ручки. Полярность подключения «+» и «-» роли не играет, при этом будет происходить только инверсия сигнала потенциометра. Соберите следующую схему и загрузите приведенный код в плату.
Скетч. Подключение потенциометра к аналоговому входу
Пояснения к коду:
Скетч. Подключение потенциометра и светодиода
Для регулировки яркости светодиода с помощью переменного резистора, следует считывать данные с данного радиоэлемента, подключив его к аналоговому входу. В зависимости от поворота ручки потенциометра необходимо в линейной зависимости менять яркость светодиода. Это сделать довольно просто на микроконтроллере, схема подключения переменного резистора с примером кода, размещена далее.
Схема подключения потенциометра и светодиода к Ардуино
Пояснения к коду:
Скетч. Подключение потенциометра и сервопривода
Сервомотор подключается к аналоговым выходам Arduino Nano. В скетче использована функция map, которая пропорционально переносит значение переменной из текущего диапазона значений в новый диапазон. Таким образом, значения с потенциометра в диапазоне 0…1023, мы переводим их в новый диапазон от 0 до 180 (угол поворота сервомотора). Соберите схему и загрузите следующий скетч.
Схема подключения потенциометра и сервомотора к Ардуино
Схема подключения потенциометра с 3 контактами
Продолжаем серию уроков “Arduino для начинающих”. На предыдущих уроках мы познакомились с простейшими схемами — сборкой мигающего светодиода и светодиода, загорающегося по нажатию кнопки. Сегодня собираем модель с потенциометром (переменным резистором) и светодиодом. Такая модель может использоваться для управления роботом.
Видео-инструкция сборки модели:
Для сборки модели нам потребуется:
Что понадобится для подключения потенциометра и светодиода на Arduino?
Схема подключения модели Arduino с потенциометром и светодиодом:
Схема подключения модели Arduino с потенциометром и светодиодом
Для работы этой модели подойдет следующая программа (программу вы можете просто скопировать в Arduino IDE):
// даём имена пинов со светодиодом
// и потенциометром
#define led 9
#define pot A0
void setup()
void loop()
Так выглядит собранная модель Arduino потенциометра со светодиодом:
Модель Arduino с потенциометром и светодиодом в собранном виде
Все посты сайта «Занимательная робототехника» по тегу Arduino.
Не знаете, где купить Arduino? Все используемые в уроке комплектующие входят в большинство готовых комплектов Arduino, их также можно приобрести по отдельности. Подробная инструкция по выбору здесь. Низкие цены, спецпредложения и бесплатная доставка на сайтах AliExpress и DealExtreme. Если нет времени ждать посылку из Китая — рекомендуем интернет-магазины Амперка и DESSY. Низкие цены и быструю доставку предлагает интернет-магазин ROBstore. Смотри также список магазинов.
Итак, потенциометр это классический переменный резистр с тремя контактами, где между двумя крайними из них располагается фиксированное сопротивление, а между любым из крайних и средним контактом – переменное сопротивление. Потенциометр, в принципе, можно считать и классическим делителем напряжения, где его R в Омах образуются между крайними и средним выводом. Синоним потенциометра (на английском языке potentiometer) является реостат (на английском rheostat), хотя между ними и есть совсем незначительные отличия.
Принцип работы этого компонента электроники почти такой же как и делителя напряжения на резисторах. Так как резистивный элемент можно представить в виде двух последовательно соединенных сопротивлений, где положение движка определяет соотношение номинала первого резистора ко второму.