GOduino II = Arduino + L293D drehzahlgeregelten Motor Controller


UPDATES

GOduino II wurde auf dangerousprototypes.com vorgestellt.

07.04.2012 habe ich eine Budget-Folie für diejenigen Leser hinzugefügt, die sich gefragt haben, bekam ich mein Budget < $20 für die GOduino II.

EINFÜHRUNG

Die GOduino II ist eine eigenständige programmierbare Steuerung für Rad-basierte Roboter. Es ist ein Arduino Uno Klon plus einem L293D Motortreiber für unter $20. Es steuert motor Richtung und Geschwindigkeit. Die Prototyp-Vorgänger, dies ist GOduino, eine Basisversion von dieser Controller auf ein Steckbrett. Ich weiterhin Updates für dieses Handbuch sowohl hier als auch auf meinem Blog http://techbitar.blogspot.com

HINTERGRUND

Ich habe ein paar grundlegende Roboter mit dem Arduino Uno und motor Schilde konzipiert. Beide sind toll für das Prototyping. Aber ich fand mich mein Roboter auseinander zu nehmen, jedes Mal, wenn ich brauchte, um einen anderen Roboter zu bauen. Es ist nicht kosteneffektiv, mehr Arduino-Mikrocontroller und motor Schilde bei jedem neuen Roboter-Projekt zu kaufen.

Auch in Ländern wie Jordanien, wo das durchschnittliche Monatseinkommen ist ungefähr $300 und eine unverschämt hohe Tarifcode, die feindlich gegenüber Technologie ist, wird es eine Notwendigkeit für Studenten und Entscheidungsträger vor Ort suchen montiert low-cost, reparierbare Alternativen zu importierten elektronischen Schaltungen.

FUNKTIONALITÄT

Die GOduino II arbeitet für 2 Motoren nur und lässt viel von Arduino Pins für Sensoren zur Verfügung. Dies ist auch meine erste von Grund auf pcb-Abenteuer. Schaut man auf der Rückseite der GOduino II, sehen Sie alle Arten von Hinweisen auf meiner Unerfahrenheit. Und ja, ich bin ein Software-Typ, so ist dies alles relativ neu für mich. Sie werden feststellen, dass einige meiner Header Buck Zähne haben. Ich hatte ein paar Unfälle beim Löten. Meine nächste Version werden übersichtlicher.

Dies möglicherweise nicht State-Of-The-Art Zeug, aber es macht den Job für mich und meine Protospace Mitglieder. Wenn es jemand da draußen hilft, bitte senden Sie mir einen Link. Wie immer, wenn Sie irgendwelche Fehler oder haben Anregungen, die dadurch ein besseres Design machen kann, bitte teilen Sie Ihre Meinung.

KREDIT

Dieses Projekt basiert auf den Arbeiten von so viele gute Leute. Referenzen siehe Abschnitt unten für einige der Projekte, die die Grundlage für dieses bescheidene PCB-Projekt zur Verfügung gestellt.

TEILELISTE

ARTIKEL MENGE
Atmega328p w/Opti Bootloader 1
L293D h-Brücke 1
16Mhz Kristall 1
LEITERPLATTE 1
22pf Kappen 2
100uF Kappe 1
10uF Kappe 2
0.1uF Kappe 4
T7805 5V DC Regler 1
DIP Sockel 28-Pin 1
DIP-Sockel 16-polig 1
Header 1
Jumper Kabel 10
LED 2
Widerstände 220 Ohm 2
Widerstand 10K Ohm 1
Taster 1

Ich habe die Gesamtkosten des zweiten GOduino um $20 + Porto & Verpackung geschätzt.

Für die Arduino IDE 1.0 können Sie es kostenlos herunterladen
http://Arduino.CC/en/Main/Software

MAPPING L293D STIFTE ZUM ATMEGA328P (ARDUINO UNO)

Die Kugel Zahlen unten entspricht der L293D-Pins. Diese Pin-Zuordnung funktioniert mit meinem Test Arduino Sketch. Aber Sie können es für Ihre Zwecke ändern.

(1) Motor 1 aktivieren/deaktivieren. Auch zur Drehzahlregelung von Motor 1. Arduino digitale PWM Pin 9. ATmega328 Klemme 15.
2. verbinden Sie mit Arduino Motor 1 Drehrichtung kontrollieren. Arduino digitalen Stift 3. ATmega328 Pin 5.
3. verbinden Sie mit Motor 1 erste Pole.
4. Schließen Sie an Boden.
5. verbinden Sie zu Boden.
6. verbinden Sie mit Motor 1 zweite Pole.
7. verbinden Sie mit Arduino Motor 1 Drehrichtung kontrollieren.  Arduino digitalen Stift 2. Atmega328 Pin 4.
(8) Netzstecker in Steckdose stecken die Willenskraft Motoren. Dies kann oder kann nicht geregelt werden.
9. aktivieren/deaktivieren für Motor 2. Auch zur Drehzahlregelung der Motor 2. Verbinden Sie mit Arduino PWM Pin 10. ATmega328 Pin 16.
10. Schließen Sie an Arduino Steuerung Drehrichtung für Motor 2. Arduino Pin 7. ATmega328 Pin 13.
11. Schließen Sie zuerst zum Motor 2 - Pol.
12. Schließen Sie an Boden.
13. Schließen Sie an Boden.
14. Schließen Sie an Motor 2 - zweite Pole.
15. Schließen Sie an Arduino Kontrolle Drehrichtung für Motor 2. Arduino Pin 8. ATmega328 Pin 14.
16. Schließen Sie an 5V DC geregelt.

PCB-NOTIZEN

Warum habe ich männliche Header benutzt, um die Pins von der ATmega328p und dem L293d aussetzen? Arduino-Stil-Kopfzeilen verwenden, aber ich hatte viele männliche Header und viele weibliche Jumper Kabel. Aber ich werde für meine nächsten GOduino II bauen, Arduino-Stil-Kopfzeilen verwenden. Ich fühle mich sicherer mit weniger IC-Pins ausgesetzt.

AKTUELLE L293D

Die L293D im GOduino II verträgt anhaltende Strom von 600 mA pro Motor. Es scheint einige Missverständnis über diese ICs Fähigkeit zu handhaben 1.2A Spitzenstrom pro Motor.  L293D-Datenblatt sagt es tut aber für einen Bruchteil einer Sekunde (100 µs). Dies ist nicht genug zur Unterstützung eines Motors mit Spitze/Stall, aktuelle die Sekunden oder Minuten dauern kann.

Aber die gute Nachricht ist, dass man doppelt die 600mA pro motor Unterstützung durch eine andere L293D Huckepack. In seiner einfachsten Form bedeutet dies einen L293D übereinander beim Abgleich der Pins Löten.

L293D SPANNUNG

Die L293D muss auf zweierlei Weise mit Strom versorgt werden. Es braucht 5V DC für seine Logik-Schaltungen (Pin 16) und Leistung von 4,5V bis 36V für die Motoren (Pin 8). Überprüfen Sie Ihren motor Datenblatt um seine Spannung zu finden.
Ich fand heraus, dass durch die Kontrolle der PWM-Signale von den ATmega328p verdrahtet mit den aktivieren-Pins von der L293D gelungen, die Spannung des Motors zu ändern. Also auch wenn ich an meine Motoren über den L293D 7,2 v liefern, kann ich es reduzieren, durch Manipulation der Werte in der AnalogWrite-Funktion in meinem Arduino-Skizze.

GEBÜRSTETE DC MOTOREN

Die GOduino II arbeitet mit bis zu 2 DC-Bürstenmotoren innerhalb des Bereichs von 4,5V bis 36V mit Spitzenlast von 600mA für jeden Motor. Diese Motoren erzeugen viel elektrische Rauschen, das alle Arten von Fragen aus armen Sensorwerte Ursache kann (wenn Sie Sensoren an Ihrem GOduino II), konstante IC zurückgesetzt. Um damit umzugehen, ich lege immer eine 0.1uF Keramik Kondensator über die Pole des jeweiligen Motors.

MOTORDREHRICHTUNG

Die Drehrichtung ist ein subjektiver Aufruf.  In meinem Code ich benutze die Worte nach vorne und zurück, um einige meiner Funktionen beschreiben. In Wirklichkeit, die Art und Weise überweisen Sie Ihre Motoren und Pins bestimmt wenn die Rotation des Motors nach vorne oder hinten ist oder gegen den Uhrzeigersinn drehen im Uhrzeigersinn Vs. Denken Sie daran, die Motoren auf gegenüberliegenden Seiten von einem Roboter-Plattform Spin gegenüber von einander. Wenn Ihre Motoren nicht die Art und Weise drehen möchten sie, oft ist, die das Update in Ihrem Code sein kann, ohne Rückgriff auf Neuverkabelung.

PROGRAMMIERUNG GODUINO II

So programmieren Sie den ATmega328p auf dem GOduino II? Ein Computer mit einer seriellen Schnittstelle sollte schön zu tun. Aber ohne eine serielle Schnittstelle, hier sind die Alternativen.

(1) Wenn Sie eine Arduino Uno DIP-Modell, die Sie nur Ihre Skizze von der Arduino IDE 1.0 die Art und Weise laden können, die Sie in der Regel tun haben. Dann entfernen Sie den ATmega328p aus Ihrem Arduino Uno und legen Sie sie in den GOduino II IC-Sockel. Das war's. Ich bestellte ein paar ATmega328p ICs (DIP) Pre mit dem Arduino Uno Bootloader geladen, damit ich sie auf diese Weise verwenden können.

(2) oder der Arduino Uno können Sie einen ATmega328p zu programmieren. SparkFun hat eine gute Anleitung wie Sie dies tun. Siehe Artikel Ihre Arduino Bootloader installieren und verwenden einen Arduino ein AVR im Abschnitt "References" zu programmieren.

(3) oder können Sie einen Inline-Programmierer wie die von Sparkfun, LadyAda oder Pololu verkauft um Arduino Skizzen direkt von der Arduino IDE in der ATmega328p zu laden, ohne es aus der GOduino II PCB-Steckdose. Siehe Link im Abschnitt "Referenzen" auf den Artikel von David A. Mellis zum bauen und programmieren ein Arduino Uno auf ein Steckbrett. Sie können ein oder zwei Dollar durch Kauf der 328p leer dann den Bootloader selbst brennen, wenn Sie die Ausrüstung und wissen wie.

DIE ARDUINO-TEST-SKIZZE

Die Arduino 1.0 Test Skizze unten scheint wie ein langes Programm aber es meistens wiederholt, dass Codeblöcke, die Motoren drehen und die Pins und die Motorpole sicherzustellen ordnungsgemäß angeschlossen sind. Ich habe 4 geschrieben, Funktionen, die meisten Roboter Fortbewegung Aufgaben können aber zögern Sie nicht, es zu ändern, so lange die L293D ermöglichen Stifte (1,9) mit PWM Pins auf dem Arduino/ATmega328p verbunden sind und der folgende Code ist wird mit jedem aktualisiert Umverdrahtung der Pins.

/*
REMIXED BY: TECHBITAR / HAZIM BITAR

DATUM: 3. APRIL 2012

Projekt: GOduino II TEST

Funktion: Diese Skizze ist ein Arduino 1.0 IDE-Test-Programm für die GOduino II-Platine. Die GOduino II ist eine integrierte "Runtime" Arduino Uno und L293D Vierquadrantensteller aka Motortreiber, die vorwärts und rückwärts Bewegung des Motors sowie Variable Geschwindigkeit ermöglicht.  Diese Testcode nimmt an zwei Motoren (jede < 600mA in Spitzenstrom) hängen an der GOduino II

Diese Beispiel-Skizze nennt die folgenden drei Funktionen mit Variablen Motornum = 1 oder 2 zu bedeuten Motor 1 und Motor 2.

-Motorforward (Int Motornum)
-Motorback (Int Motornum)
-Motorstop (Int Motornum)
-Motorspeed (Int motor1, Int motor2)

Lizenz: Shareware ist aber bitte geben Kredit.

Webseite: http://techbitar.blogspot.com

E-Mail: Techbitar AT Gmail DOT com

*/

Arduino Pins Motorpole zuordnen
#define motor1pole1 2
#define motor1pole2 3
#define motor2pole1 7
#define motor2pole2 8

Karte L293d Motor ermöglichen Stifte mit Arduino pins
#define enablePin1 9
#define enablePin2 10

#define M1_MAX_SPEED 100
#define M2_MAX_SPEED 100

#define Motordelay 30
#define Debugmotorsec 3000

void setup() {}
Serial.Begin(9600);

Satz zugeordnet L293D motor1 und motor 2 Pins auf Arduino ausgegeben (zum ein-/ausschalten motor1 und motor2 über L293D) aktivieren
PinMode (enablePin1, Ausgang);
PinMode (enablePin2, Ausgang);

Satz zugeordnet Motorpole Arduino Pins (über L293D)
PinMode (motor1pole1, Ausgang);
PinMode (motor1pole2, Ausgang);
PinMode (motor2pole1, Ausgang);
PinMode (motor2pole2, Ausgang);
Motorspeed (0, 0);
}

Int Mspeed = 100;  Wählen Sie ein Start-Drehzahl bis zu 255

void loop() {}

Drehzahl des Motors 1 und 2 auf dieselbe Geschwindigkeit einstellen
Motorspeed (Mspeed, Mspeed);

Motor 1 nur in eine Richtung drehen
Serial.Print ("MOTOR 1 @ VORWÄRTSGESCHWINDIGKEIT:");
Serial.println(MSPEED);
motorforward(1);
Delay(debugmotorsec);
Motorstop(1);

Motor 2 nur in eine Richtung drehen
Serial.Print ("MOTOR 2 @ VORWÄRTSGESCHWINDIGKEIT:");
Serial.println(MSPEED);
motorforward(2);
Delay(debugmotorsec);
Motorstop(2);

Motor 1 nur in entgegengesetzte Richtung drehen
Serial.Print ("MOTOR 1 BACK @ SPEED:");
Serial.println(MSPEED);
motorback(1);
Delay(3000);
Motorstop(1);

Motor 2 nur in entgegengesetzte Richtung drehen
Serial.Print ("MOTOR 2 @ Geschwindigkeit zurück:");
Serial.println(MSPEED);
motorback(2);
Delay(debugmotorsec);
Motorstop(2);

Beide Motoren 1 und 2 zu stoppen
Serial.println ("beide Motoren STOP für 2 Sek.");
Motorstop(1);
Motorstop(2);
Delay(2000);

Beide Motoren in eine Richtung drehen
Serial.Print ("beide Motoren @ VORWÄRTSGESCHWINDIGKEIT:");
Serial.println(MSPEED);
motorforward(1);
motorforward(2);
Delay(debugmotorsec);

Beide Motoren zu stoppen
Serial.println ("beide Motoren STOP für 2 Sek.");
Motorstop(1);
Motorstop(2);

Delay(2000);
Beide Motoren in entgegengesetzte Richtung drehen
Serial.Print ("beide Motoren zurück @ SPEED:");
Serial.println(MSPEED);
motorback(1);
motorback(2);
Delay(debugmotorsec);

Beide Motoren zu stoppen
Serial.println ("beide Motoren STOP für 2 Sek.");
Motorstop(1);
Motorstop(2);
Delay(2000);

drehen beide Motoren aber in entgegengesetzter Richtung
Serial.Print ("MOTOR1 nach vorn | MOTOR2 ZURÜCK @ SPEED: ");
Serial.println(MSPEED);
motorforward(1);
motorback(2);
Delay(debugmotorsec);

Beide Motoren zu stoppen
Serial.println ("beide Motoren STOP für 2 Sek.");
Motorstop(1);
Motorstop(2);
Delay(2000);

Beide Motoren in die entgegengesetzte Richtung drehen
Serial.Print ("MOTOR1 zurück | MOTOR2 @ VORWÄRTSGESCHWINDIGKEIT: ");
Serial.println(MSPEED);
motorback(1);
motorforward(2);
Delay(debugmotorsec);

Beide Motoren zu stoppen
Serial.println ("beide Motoren STOP für 2 Sek.");
Motorstop(1);
Motorstop(2);
Delay(2000);

MSPEED += 50;  Fügen Sie 50 um motor Spin zu beschleunigen. Max Geschwindigkeit 255

Drehzahl des Motors 1 und 2 auf dieselbe neue Geschwindigkeit einstellen
motorspeed(MSPEED,MSPEED);

}

MOTORIK

Motorstop (Int Motornum) {} void
Delay(motordelay);
Wenn (Motornum == 1) {}
DigitalWrite (motor1pole1, LOW);
DigitalWrite (motor1pole2, LOW);
}
ElseIf (Motornum == 2) {}

DigitalWrite (motor2pole1, LOW);
DigitalWrite (motor2pole2, LOW);
}
Delay(motordelay);
}

void Motorforward (Int Motornum) {}
Wenn (Motornum == 1) {}
DigitalWrite (motor1pole1, HIGH);
DigitalWrite (motor1pole2, LOW);
}
ElseIf (Motornum == 2) {}

DigitalWrite (motor2pole1, LOW);
DigitalWrite (motor2pole2, HIGH);
}
Delay(motordelay);
}

void Motorback (Int Motornum) {}
Wenn (Motornum == 1) {}
DigitalWrite (motor1pole1, LOW);
DigitalWrite (motor1pole2, HIGH);
}
ElseIf (Motornum == 2) {}
DigitalWrite (motor2pole1, HIGH);
DigitalWrite (motor2pole2, LOW);
}
Delay(motordelay);
}

void Motorspeed (Int motor1speed, Int motor2speed) {}
Wenn (motor1speed > M1_MAX_SPEED) motor1speed = M1_MAX_SPEED; Begrenzung der Höchstgeschwindigkeit
Wenn (motor2speed > M2_MAX_SPEED) motor2speed = M2_MAX_SPEED; Begrenzung der Höchstgeschwindigkeit
Wenn (motor1speed < 0) motor1speed = 0; halten über 0 motor
Wenn (motor2speed < 0) motor2speed = 0; halten Sie die Motordrehzahl über 0
AnalogWrite (enablePin1, motor1speed);
AnalogWrite (enablePin2, motor2speed);
}

// ====================================

ABSCHLIEßENDE BEMERKUNGEN

Ich werde weiterhin entwickeln die GOduino II bei der Suche nach besseren Alternativen, die auf die Reparierbarkeit und Wartbarkeit Partitur hoch sind. Eine $30 Arduino Uno könnten nach Tarifen und Versand in Jordanien am Ende kostet 60 $. Und wenn etwas falsch geht, Sie könnte auch wegwerfen da keine lokale Einrichtung vorhanden ist, um zu ersetzen und reparieren von Smd Bauteilen. Da grundlegende elektronische Teile vor Ort zur Verfügung stehen, sollte es einfach und kostengünstig zu bauen und reparieren der GOduino II. Leben auf DIP...

BUDGET

Ein paar Leser gefragt, wo die Teile bleiben im Rahmen des Budgets zu kaufen. Ich bestelle meine Teile aus Futurlec.com die ganze GOduino summiert sich auf weniger als $12 Wenn Sie kein Arduino UNO DIP-Mikrocontroller und nicht kaufen möchten, benötigen Sie ein FTDI USB-seriell-Programmierer. Sie können für ca. $15 kaufen

Futurlec ist nicht mein Sponsor und ich erhalte Provision oder Rabatte für sie zu erwähnen.

REFERENZEN

GOduino: Die Arduino Uno + Motor Fahrer Klonen

Gebäude einen Arduino auf ein Steckbrett durch David A. Mellis
http://Arduino.CC/en/Main/Standalone

Steuern Sie Ihre Motoren mit L293D und Arduino von Guilherme Martins

Steuerung eines Gleichstrommotors mit Arduino und L293D chip
http://luckylarry.Co.UK/Arduino-Projects/Control-a-DC-Motor-with-Arduino-and-L293D-Chip

Neuinstallation von Ihrem Arduino bootloader
http://www.SparkFun.com/Tutorials/247

Verwenden einen Arduino ein AVR zu programmieren
http://www.SparkFun.com/Tutorials/200

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