Control de motores con un Arduino Uno... ¿Es posible (y seguro)?

Dado que puede reemplazar el arduino por menos de $ 30 (o por alrededor de $ 5-6 si el chip atmega está enchufado, o solo $ 3.50 por un atmega en blanco que puede inicializar en una placa usando el boceto arduinoISP antes de freír el actual ) , si está más interesado en aprender cosas, le diría que siga adelante y construya algunos circuitos de conducción. Por otro lado, si solo quiere "hacer que funcione", compre el protector de controlador de alguien o el módulo de controlador controlado en serie.

Aparte, las baterías de "9v" tienen muy poca capacidad de corriente y no están diseñadas para motores; usar una con un motor hará que su voltaje baje severamente y se agotará rápidamente. La mayoría de los componentes de su juguete están conectados en paralelo: la batería de 9,6 V (probablemente compuesta por 8 celdas de NiCd o NiMH de tamaño AA) probablemente alimenta el motor de accionamiento directamente, y el servo y quizás la electrónica a través de un regulador de voltaje de aproximadamente 5 voltios. (al menos si son piezas estándar). Probablemente deberías mantener ese esquema.

Hay algunas cosas que puede hacer para "proteger" el arduino, como usar optoaisladores (esencialmente, un LED y un fototransistor moldeados en un paquete similar a un IC; puede hacer el suyo con piezas discretas y tubos termorretráctiles) para transferir señales entre el arduino (o receptor de radio) y el servo y el motor de accionamiento sin que exista ninguna conexión eléctrica entre los dos, cada uno en ese caso requiere su propia batería. Sin embargo, la mayoría de los equipos económicos simplemente se basan en un diseño y filtros cuidadosos para suprimir los picos, el ruido de suministro y la RFI. Entre las cosas que verá en los vehículos R/C:

• pequeños condensadores entre los terminales de los motores y/o entre cada terminal y la carcasa del motor

• si el motor es unidireccional, un diodo invertido entre los terminales, si es bidireccional, cuatro diodos invertidos entre los dos terminales del motor y los dos terminales de la batería.

Lo más probable es que pueda encontrar una solución que funcione con la misma batería si enciende el motor directamente, ejecuta el servo con su propio regulador de 5v y ejecuta el arduino con su regulador de 5v integrado. Alternativamente, puede darle al arduino su propia batería (quizás 3 AAA si pasa por alto el regulador) y establecer una conexión a tierra común entre eso y la batería del motor / servo.

En términos de circuitos impulsores para el motor principal, la gran pregunta es si está de acuerdo con solo avanzar o si necesita avanzar y retroceder. Las preguntas relacionadas son el control de velocidad del ciclo de trabajo PWM, el frenado electrónico y la eficiencia.

Para un juguete pequeño con solo avance, simplemente puede usar un transistor NPN de tamaño mediano como un interruptor en el cable negativo (emisor a batería, colector a motor), con la base conectada a través de una resistencia a un pin arduino. Un enfoque pragmático sería comenzar con una resistencia grande como 10K ohmios y reducir la resistencia justo hasta que la caída de voltaje en el transistor se reduzca a aproximadamente 0,6 V, lo que implica que está completamente "encendido" y la mayor parte del voltaje de la batería está disponible para el motor.

Hacer el control de avance-retroceso es más complicado, generalmente se logra con un "controlador de puente H" en el que cada pata del motor se puede conectar al terminal negativo de la batería a través de un transistor NPN o al terminal positivo a través de un PNP. Se requieren dos pines de control: 01 es una dirección de rotación, 10 la otra, mientras que 00 y 11 detienen el motor. Construir puentes H es un poco complicado: debe asegurarse de que la polarización sea tal que el transistor NPN y PNP en un lado no puedan estar encendidos a la vez y provocar un cortocircuito en la fuente de alimentación, pero existen soluciones empaquetadas como el L293 y L298 (que maneja dos motores).

Los transistores bipolares tienen una pérdida sustancial a voltajes bajos, por lo que los vehículos de mayor rendimiento suelen usar MOSFET, pero es más complicado trabajar con ellos (especialmente en una configuración de puente H) y manejarlos (están sujetos a daños por estática o sobrevoltaje).

Será seguro hacer lo que quiera para una amplia gama de valores de seguridad :-).
es decir, controlar un motor utilizando un controlador de fabricación propia y un Arduino básico no es técnicamente difícil, pero hay un aprendizaje en el camino que tendrá que estar dispuesto a hacer. Comprar una pieza de hardware que ya funciona facilitará su tarea. Te pondrás en marcha más rápido (probablemente) pero aprenderás menos o mucho menos. La decisión es tuya.

Varios de sus conceptos e ideas básicos "necesitan mejorar", y las personas aquí estarán dispuestas y serán capaces de ayudar en esta área. No entraré en un tutorial sobre las áreas en las que aún parece necesaria más información; veamos a cuál quieres ir primero.

Como se muestra a continuación, si el Ardumoto hace lo que usted quiere, puede hacerlo usted mismo con relativa facilidad. Si esto vale la pena es TBD. Esto NO utiliza la retroalimentación del motor de fuerza contraelectromotriz para permitir que el procesador controle la velocidad. Esto es factible. Si desea hacerlo se puede determinar "en el camino".

Es "bastante fácil" controlar motores como mencionas sin volar tu Arduino, y también lo suficientemente fácil como para volar cosas si insistes en no tener suficiente cuidado :-).

Tenga en cuenta que el L298 puede controlar motores de hasta aproximadamente 4A. La corriente que realmente toma su motor aún está por determinarse; ese es uno de los malentendidos que deben resolverse.

El L298 en un paquete de orificio pasante cuesta $ 4.67 en 1 en Digikey. ¿Cuánto cuesta un Ardumoto o equivalente?

El Ardumoto se ve como se muestra a continuación y se basa en la
hoja de datos del controlador de motor de puente completo ST L298 aquí

Un circuito de control de motor completo puede ser tan simple como se muestra a continuación y, a juzgar por la imagen de arriba, probablemente sea así de simple en este caso:

Eso debería servir por ahora. ¿Comentarios?

El control del motor utilizando una placa controladora TB661FNG disponible aquí de Sparkfun está muy bien cubierto en la hoja de experimentos de laboratorio a la que hace referencia tommutwoeyes en respuesta a su propia pregunta. Está todo ahí. Ahora es cuestión de revisarlo todo punto por punto y hacer lo que dice.

Como guía, que realmente no debería ser necesaria, ya que todas las conexiones ya están nombradas, el siguiente diagrama, tomado de la hoja de laboratorio, proporciona pautas de conexión.

Tenga en cuenta que están usando 7,5 V para el motor y 5 V para el IC. Se puede hacer funcionar un motor adecuado con 5 V CC PERO usando un suministro separado del suministro IC, pero con las conexiones a tierra unidas. significa que es más fácil mantener el ruido del motor fuera del IC.