Опыт 3: фоторезистор и сервопривод

Немного теории (не от меня)

Двигатели постоянного тока (ДПТ) с постоянными магнитами Lenze начинают работать сразу, как только к якорной обмотке будет приложено постоянное напряжение. Переключение направления тока через обмотки ротора осуществляется механическим коммутатором — коллектором. Постоянные магниты при этом расположены на статоре.

Шаговые электродвигатели (Шаговый Двигатель ) может быть рассмотрен как ДПТ без коллекторного узла. Обмотки ШД являются частью статора. На роторе расположен постоянный магнит или, для случаев с переменным магнитным сопротивлением, зубчатый блок из магнитомягкого материала. Все коммутации производятся внешними схемами. Обычно система мотор — контроллер разрабатывается так, чтобы была возможность вывода ротора в любую, фиксированную позицию, то есть система управляется по положению. Цикличность позиционирования ротора зависит от его геометрии.

В кратце от себя: шаговый двигатель - двигатель, который крутится не постоянно, а поворачивается на заданный угол.

Опыты

Сервопривод и Ethernet

Для начала воспользуемся нашем предыдущим скетчом для работы с сетью. Немного модернизируем его, для полуения данных по протоколe UDP.

Скетч (показать/скрыть)

   #include "SPI.h"
   #include "Ethernet.h"
   #include "EthernetUdp.h"

   byte mac[] = {0x00, 0x3A, 0xF1, 0x19, 0x69, 0xFC};  //MAC
   byte ip[] = {192,168,1,40};  //IP

   unsigned int localPort = 8888; // Какой порт будем слушать  
   char packetBuffer[UDP_TX_PACKET_MAX_SIZE];

   EthernetUDP Udp;

   void setup(){
     Ethernet.begin(mac,ip);  //Инициализация Ethernet
     Udp.begin(localPort);
     Serial.begin(9600); 
     Serial.println("Read ethernet test!");
   }

   void loop(){
     int packetSize = Udp.parsePacket(); 
     if(packetSize){
    IPAddress remote = Udp.remoteIP(); 
    Udp.read(packetBuffer,UDP_TX_PACKET_MAX_SIZE);
    Serial.println(packetBuffer);
     } 
     delay(10);
   }
  

Теперь нам нужно его немного поменять, для того, чтобы при приёме данных по сети происходил поворот на заданный угол.

atoi(packetBuffer)

atoi - функция перевода строки в число. С помощью этой функции мы переведем полученную по сети строку в число и зададим угол поворота.

Также ещё нужно подключить необходиме библиотеки и инициализировать сервопривод.
Итого имеем следующее:

Скетч (показать/скрыть)

   #include "SPI.h"
   #include "Ethernet.h"
   #include "EthernetUdp.h"
   #include "Servo.h"

   byte mac[] = {0x00, 0x3A, 0xF1, 0x19, 0x69, 0xFC};  //MAC
   byte ip[] = {192,168,1,40};  //IP

   unsigned int localPort = 8888; // Какой порт будем слушать  
   char packetBuffer[UDP_TX_PACKET_MAX_SIZE];

   EthernetUDP Udp;
   Servo servo;
   //EthernetClient client;

   void setup(){
     pinMode(4, OUTPUT);
     servo.attach(4); //Подключаемся к 4-му пину
     Ethernet.begin(mac,ip);  //Инициализация Ethernet
     Udp.begin(localPort);
     Serial.begin(9600); 
     Serial.println("Read ethernet test!");
   }

   void loop(){
     int packetSize = Udp.parsePacket(); 
     if(packetSize){
    IPAddress remote = Udp.remoteIP(); 
    Udp.read(packetBuffer,UDP_TX_PACKET_MAX_SIZE);
    servo.write(atoi(packetBuffer)); 
     } 
     delay(10);
   }
   

Фоторезистор

Теперь поэксперементируем с фоторезистором. Будем использовать его для получения данных об освещенности в помещении. Напишем простой пример, в котором будем получать данные с фоторезистора и по результатам зажигать светодиод.

Скетч (показать/скрыть)

   int sensorPin = A0;            // устанавливаем входную ногу для фоторезистора
   unsigned int sensorValue = 0;  // цифровое значение фоторезистора
   int gradServo = 0;

   void setup()
   {
     //Serial.begin(9600);        // старт последовательного вывода данных (для тестирования)
   }

   void loop()
   {
     sensorValue = analogRead(sensorPin);  // считываем значение с фоторезистора
     if(sensorValue<550) digitalWrite(9, HIGH);   // включаем
     else digitalWrite(9, LOW);   // выключаем
     // Для отладки раскомментируйте нижеследующие строки
     /*Serial.println(sensorValue, DEC);     // вывод данных с фоторезистора (0-1024)
     Serial.println("");                 // возврат каретки  
     delay(500);  */
   }
  

Фоторезистор подключаем к аналоговому входу. В скетче закомментирован код для отладки пределов значений освещённости. В каждом конкретном случае можете подобрать минимальную освещенность для себя.

Фоторезистор и сервопривод

Теперь совместим оба эксперимента в один. Будем управлять сервоприводом по данным с фоторезистора. Логику я решил сделать такой: выбрал минимальную и максимальную освещенность (выводил данные в консоль), по этим данным будем задавать минимальный максимальный угол поворота. Разница между этими значениями - разница угла поворота. Отсюда считаем шаг соответствия уровня освещенности и угла поворота серво привода:

    if (sensorValue<400){
   gradServo = 0;
    } else if (sensorValue<760){
   gradServo = (sensorValue-400)/2;
    } else {
   gradServo = 180;
    }
  

Итого

Практическое применение этого может быть, например в открытием/закрытием жалюзей, в зависимости от освещенности. По-крайней мере так хочу сделать я =)

Скетч (показать/скрыть)

   #include "Servo.h"

   int sensorPin = A0;            // устанавливаем входную ногу для АЦП
   unsigned int sensorValue = 0;  // цифровое значение фоторезистора
   int gradServo = 0;

   Servo servo;

   void setup()
   {
     servo.attach(4);
     pinMode(4, OUTPUT);
   }

   void loop()
   {
     sensorValue = analogRead(sensorPin);  // считываем значение с фоторезистора
     if (sensorValue<400){
    gradServo = 0;
     } else if (sensorValue<740){
    gradServo = (sensorValue-400)/2+5;
     } else {
    gradServo = 175;
     }
     servo.write(gradServo);
   }