Free Joomla Templates by FatCow Coupon

Arduino DC-motor aansturen (project 10 "Zoetrope")

Hoofdcategorie: ROOT Categorie: Robotica Gepubliceerd: donderdag 26 september 2019
Ster inactiefSter inactiefSter inactiefSter inactiefSter inactief
 


Technisch gezien is de Zoetrope niets anders dan een draaiend object met instelbaar vermogen. De zoetrope bevat 2 buttons en een potmeter. De linkerbutton is de aan/uit-switch. Met de rechterbutton switch je van draairichting. De potmeter bepaalt de hoeveelheid energie die naar de DC-motor stroomt.

Niveau

:

Mavo 2/3/4, Havo 2/3, VWO 2/3
Havo 4/5, VWO 3/4
VWO 5/6

Doel

:

Het bouwen van een aandrijving met variabel toerental

Nodig

:

  • 1x Arduino
  • 1x breadboard
  • 1x DC motor
  • 1x 9-volt battery
  • 1x H-bridged IC (chip L293D H)
  • 2x Switches
  • 2x 10-kΩ resistors
  • 1x Rotary potentiometer (10kΩ in mijn geval)
  • 1x Battery snap
  • 17x Jumper wires

Links

:

 

Zoetrope, op zijn nederland zoötroop, is een speeltje in de vorm van een kleine carrousel. Als je daarvan een voorbeeld wilt zien, bekijk dan deze video:

 

Technisch gezien is de Zoetrope niets anders dan een draaiend object die je sneller of langzamer kunt laten draaien. Dat wat je hier gaat bouwen is een...

DC-motor met instelbaar variabel vermogen

 

Door met een regelbare weerstand (potmeter) de vermogenstoevoer naar de motor te variëren, kun je de zoetrope sneller en minder snel laten draaien. Maar in principe is het niet correct zijn om dit een DC-motor met variabel toerental te noemen, want je variëert niet het toerental van de elektromotor, maar het vermogen naar de elektromotor. In principe zeg ik... want op internet helaas beschrijft bijna iedereen deze opstelling als DC-motor met variabel toerental.

De Arduino zoetrope laat zich bedienen door middel van 2 schakelaars en een potmeter:

  • met de eerste schakelaar schakel je de motor in
  • met de tweede schakelaar verander je de draairichting van de motor
  • met de potmeter stel je het toerental van de zoetrope in

Tip: mocht je zojuist Arduino Project 09: "Motorized Pinwheel" hebben gedaan... dan zou je net als ik foutief kunnen denken dat je die opstelling opnieuw kunt gebruiken. Bij dit project heb je immers ook een button en een DC-motor nodig. Echter, de MOSFET-transistor met opschrift IRF520 uit project 09 kan de motor alleen maar aan- of uitschakelen... alles of niks. Bij dit project ga je de toevoer van vermogen regelen. Dus, laat alleen de schakelaar en bijbehorende weerstand zitten en breek de rest af! Dit is echt een heel ander project.

 

Stap 1: gebruik een schakelaar om de builtin-LED van de Arduino op te laten lichten

Eerst even oefenen met de schakelaar (button). Deze stap kwam je ook al tegen bij Arduino Project 02: "Spaceship Interface" en Arduino Project 07: "Keyboard Instrument".

Bij deze opdracht heb je een schakelaar nodig. Stap 2 gaat puur over het gebruik van de schakelaar. De Arduino zelf bevat een ingebouwd LED. Dat LED kun je gebruiken voor test-doeleinden. Nu kun je dit LED gebruiken om je schakelaar te testen. Schrijf een programma dat je Builtin LED laat branden zodra je de button bediend en weer uit laat gaan als je de button loslaat.

 

Stap 2: lees de waarde van een potentiometer uit via serial monitor

Even oefenen met de potentiometer. Deze stap kwam je ook al tegen bij Arduino Project 05 "Mood Cue".

  • Zoek op internet hoe een potentiometer werkt. Vul daarna in: de uitgangsspanning van de potentiometer varieert tussen ...... Volt en ...... Volt.
  • Monteer een potentiometer op je breadboard
  • Zoek een simpel programma waarmee je uitgangsspanning van de potentiometer via de serial monitor kunt uitlezen. Google bijv. "Arduino potentiometer Control".
  • Copy/paste dat programma naar Arduino op je pc.
  • Ga naar serial monitor, draai aan de potentiometer en kijk hoe de waarde op de serial monitor reageert.
  • SAVE je programma bijvoorbeeld onder de naam "1potentiometer"
  • Maak een foto van je opstelling zodat je later kunt terugzien hoe je alles had aangesloten.

 

Stap 3: DC-motor met instelbaar variabel vermogen (...snelheid)

Er zijn verschillende manieren met verschillende componenten om tot een DC-motor met variabel toerental te komen.

  • Met behulp van PWM, Pulse Width modulation via een speciale transistor (2N2222)
  • Met behulp van een H-Bridge... de Arduino starterskit bevat een chip met opschrift L293D H
  • manieren die ik nog niet ken

 Je mag kiezen welke weg je wilt begaan. Ik hou me even aan het Arduino Projects Book en kies de weg met de L293D H-Bridge

  • Wat is een L293D?
  • Waarvoor kun je een L293D gebruiken?
  • De L293D heeft 16 pootjes, lees 16 in- en uitgangen.  
    • Welk signaal moet je op welke pootjes zetten om motor1 linksomte laten draaien?
    • Welk signaal moet je op welke pootjes zetten om motor1 linksomte laten draaien?
    • Welk signaal moet je op welke pootjes zetten om motor1 te laten stoppen?
  • Google bijvoorbeeld "arduino L293D H H-Bridge speed controll ".
  • Als het goed is, vind je nu informatie over PWM: Pulse Width Modulation. Bestudeer wat PWM is en hoe je hiermee vermogen kunt variëren. 
  • Bouw zo'n opstelling na op je Arduino
  • Copy/paste het programma naar Arduino op je PC
  • Test of het werkt: je DC-motor draait één kant op. Het toerental kun je aanpassen door aan de potmeter te draaien.

 

 

 

 

 

 

 


Hits: 1142

Doel

Physicsexperiments.org wil docenten, TOA's en leerlingen natuurkunde inspireren. Physicsexperiments.org is een verzameling Natuur­kunde Experimenten. Elk experiment, simpel of gecompliceerd, verdient aandacht.

Vind je mijn initiatief positief en heb je een suggesties? Graag!!! Ik sta altijd open voor nieuwe ideeën, voor verbeteringen en aanvullingen.

Je collega-TOA Lennart

 

VERANTWOORDING/DISCLAIMER:

Het is altijd uw eigen verantwoordelijkheid om veilig te werken en om risico's in te schatten. De maker van physicsexperiments kan niet aansprakelijk worden gesteld voor fouten op de website die kunnen leiden tot ongelukken.