Κινητήρες συνεχούς ρεύματος

Για να μπορέσουμε να δώσουμε κίνηση στις αυτόματες ρομποτικές μας κατασκευές χρειαζόμαστε κινητήρες. Οχήματα που κινούνται με ρόδες, ρομποτικοί βραχίονες που μετακινούν αντικείμενα, drone που πετάνε στον αέρα και πολλά άλλα ρομπότ, χρησιμοποιούν κινητήρες οι οποίοι ελέγχονται από κάποιο πρόγραμμα που υπάρχει στην κεντρική τους μονάδα.

Υπάρχουν αρκετά είδη κινητήρων. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι είναι οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος ή αλλιώς κινητήρες DC. Μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε κινητική και περιστρέφουν έναν άξονα.

Οι κινητήρες DC είναι αρκετά οικονομικοί και μπορούμε να αγοράσουμε μικρούς κινητήρες 3-6 Volt με λίγα λεπτά του ευρώ. Οι κινητήρες DC λόγω της απλής υλοποίησης τους χρησιμοποιούνται σε πάρα πολλές εφαρμογές όπως μιξεράκια, μπλέντερ, ηλεκτρικές σκούπες, ανεμιστήρες και άλλα πολλά.

Σύνδεση κινητήρα DC με πηγή ρεύματος

Οι κινητήρες DC έχουν δυο υποδοχές για να συνδέσουμε σε αυτές καλώδια. Η σύνδεση τους με μπαταρία ή κάποια άλλη πηγή ρεύματος είναι αρκετά απλή. Στην μια υποδοχή συνδέουμε το συν (+) και στην άλλη το πλην (-) ή αλλιώς την γείωση. Αν αντιστρέψουμε την σύνδεση των δυο καλωδίων τότε αντιστρέφεται και η φορά κατά την οποία περιστρέφεται ο κινητήρας.

Δοκιμάστε να συνδέσετε και εσείς τον κινητήρα DC που έχετε με την μπαταρία 9V που είναι στο τραπέζι σας.

Έλεγχος κινητήρα DC με το Arduino

Ο πιο απλός (και μη ενδεδειγμένος) τρόπος για να ελέγξουμε έναν κινητήρα DC με το Arduino είναι να τον συνδέσουμε απευθείας σε ένα από τα Digital pins και στην γείωση. Μετά αλλάζοντας την κατάσταση του pin μεταξύ HIGH και LOW μπορούμε να τον ενεργοποιούμε και να τον σταματάμε. Για να κάνουμε μια δοκιμή. Από την στιγμή που ο κινητήρας έχει 2 καλώδια, ένα θα το συνδέσουμε με την γείωση και ένα με μια από τις ψηφιακές θύρες του Arduino.

Πάμε τώρα να προγραμματίσουμε τον κινητήρα από το Pictoblox. Αφού ανοίξουμε την εφαρμογή δεν ξεχνάμε να πάμε στο μενού board και να επιλέξουμε το Arduino uno, ενώ επίσης από το μενού mode επιλέγουμε το Upload. Τώρα μπορούμε να γράψουμε το πρόγραμμα μας.

Αφού γράψετε το πρόγραμμα στείλτε το με το πλήκτρο upload code στο Arduino και παρατηρήστε πως συμπεριφέρεται ο κινητήρας. Θα πρέπει να γυρνάει για 3 δευτερόλεπτα, να σταματάει για άλλα 3 και να συνεχίζει αυτή την συμπεριφορά διαρκώς.

Με τον τρόπο αυτό βλέπουμε ότι μπορούμε να ελέγξουμε μόνο την ενεργοποίηση ή όχι του κινητήρα. Δεν μπορούμε να ελέγξουμε πόσο γρήγορα θα πηγαίνει. Αν όμως τον συνδέσουμε σε κάποιο από τα PWM pins (έχουν το σήμα ~) μπορούμε να ελέγξουμε και την ταχύτητα περιστροφής χρησιμοποιώντας μια τιμή από το 0 ως το 255. Για να δοκιμάσουμε λοιπόν να χρησιμοποιήσουμε μια άλλη εντολή η οποία μπορεί να πει στο Arduino πόσο ρεύμα να στέλνει στην θύρα 9.

Αρχικά δοκιμάστε με τιμή 255. Θα πρέπει ο κινητήρας να γυρνάει με την ίδια ταχύτητα όπως και πριν. Σταδιακά αρχίστε να δοκιμάζετε να μειώνεται την ταχύτητα και να ξαναστέλνετε το πρόγραμμα. Δοκιμάστε τις τιμές: 200, 150, 100, 50. Μειώνεται η ταχύτητα του κινητήρα;

Πάμε τώρα να φτιάξουμε τα δικά μας ρομποτικά οχήματα!