PRA
Stejnosměrný motor
DC motor (stejnosměrný motor) je zařízení, které převádí elektrickou energii na mechanickou – konkrétně na otáčivý pohyb. Komutátor při otáčení motoru přepíná směr proudu, takže se motor točí stále stejným směrem.
Stator – pevná část, vytváří stálé magnetické pole (např. pomocí permanentních magnetů).
Rotor (kotva) – točivá část, obsahuje vinutí (cívky), do kterých se přivádí proud přes komutátor.
Komutátor – mechanický přepínač, který přepíná směr proudu ve vinutí během otáčení (bez něj by se motor jen jednou natočil a zůstal stát).
Kartáče (uhlíky) – pružné kontakty které přivádějí proud do komutátoru. Dochází k jejich opotřebení.
Video o konstrukci stejnosměrného motoru
Zdroj obrázku: https://dronebotworkshop.com/dc-motors-l298n-h-bridge/
H-můstek
H-můstek (anglicky H-bridge) je elektronický obvod, který slouží k řízení směru otáčení DC motoru. Umožňuje motor otáčet na jednu stranu,na druhou stranu nebo zastavit (volitelně i regulovat rychlost pomocí PWM). Obsahuje 4 spínače (např. tranzistory) uspořádané do tvaru písmene H. Přepínáním těchto spínačů lze změnit směr proudu procházejícího motorem a tím směr otáčení.
Pro řízení rychlosti DC motoru můžeme použít PWM pomocí funkce analogWrite().
Zdroj obrázku: https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/arduino-dc-motor-control-tutorial-l298n-pwm-h-bridge/
Výukový robot
Robot, kterého budeme ve výuce použivat, v sobě obsahuje Arduino Nano (má stejný procesor jako Arduino UNO, které obvykle používáme, ale má menší desku). Aby mohl jezdit, má dva stejnosměrné motory s převodovkou, které jsou řízeny pomocí H můstku DRV8833. Schéma pro výukového robota ke stažení zde
Pinout modulu DRV8833 a princip použití
Obvod DRV8833 v sobě obsahuje dva H můstky, můžeme s ním tedy řídít dva stejnosměrné motory. Vstupy IN1-4 připojíme k pinům Arduina, které podporují PWM výstup, abychom mohli řídit plynule rychlost motorů.
Zdroj obrázků: https://lastminuteengineers.com/drv8833-arduino-tutorial/
Režimy ovládání motoru
Zda a jakým směrem se motory budou točit nastavíme kombinací vstupů IN1 a IN2 pro první motor a IN3 A IN4 pro druhý motor:
| IN1 | IN2 | Spinning Direction |
|---|---|---|
| Low (0) | Low (0) | Motor OFF |
| Low (0) | High (1) | Forward |
| High (1) | Low (0) | Reverse |
| High (1) | High (1) | Motor OFF |
Úkoly
- Prostudujte si schéma robota. Zkuste roztočit postupně oba motory oběma směry.
- Vytvořte funkce
vpred(int rychlost),vzad(int rychlost),vlevo(int rychlost),vpravo(int rychlost)astop() - Napište program, kde robot pojede 2s rychle dopředu, pak se zastaví, otočí o 180° a pojede pomalu zpět.
- Pokud jede šikmo, upravte mírně rychlost jednoho z motorů, aby robot jel rovně.
- Přidejte bezpečnostní funkci - robot se nerozjede hned po nahrání programu, ale až po stisknutí tlačítka na robotovi.
- Použijte ultrazvukový senzor pro detekci překážky - pokud je detekována překážka do 20 cm, zastavte robota.
- Stejně jako v předchozím bodě, ale přidejte při detekci překážky krátce zacouvejte a pokračujte jiným směrem.