Étape 4: Faire des connexions-moteurs, des diodes et des transistors
Entrées et sorties
Il faut maintenant se connecter quelques appareils comme les LED, des capteurs et des servos à notre contrôleur. Le contrôleur a des entrées et sorties. Choses comme capteurs et commutateurs sont des périphériques d’entrée, tandis que des servos, LEDs et les moteurs sont des périphériques de sortie. Les entrées et sorties sont analogique et en numérique-une entrée numérique est comme un interrupteur, donc c’est soit allumé ou éteint. Entrées analogiques sont plus variable-c' est comme un gradateur qui vous donne une plage de valeurs.
Sorties numériques sont similaires-si la broche de sortie du contrôleur a la valeur haute alors c’est. Si elle a mis bas, puis il est éteint. C’est excellent si vous voulez mettre en marche un moteur ou un LED. Si vous voulez modifier la luminosité d’une LED ou faire un servo moteur, déplacer, vous voulez vous la sortie du contrôleur épingler une sortie analogique. Cela se fait à l’aide de PWM (modulation de pulsewidth). PWM permet simplement au contrôleur simuler une sortie analogique de tension en affectant la broche de sortie haute et puis la broche de sortie faible au sein de quelques microsecondes ou millisecondes de l’autre. Si vous la broche haute pendant la même durée de temps il vous impulsion faible d’impulsion vous obtiendriez une tension moyenne de la moitié de la tension totale donc la broche de sortie vous donnerait 1.6V au lieu de 3, 3V. La quantité de temps que la goupille reste haute est appelée pulsewidth. Le rapport du temps pour la broche passer de faible à élevé à faible est appelé duty cycle. Si vous écourtez le montant de la goupille reste élevé par rapport à la quantité de temps qu’il reste peu de temps vous réduira efficacement la tension de broches de sortie. Il paraît plus compliqué qu’il est mais cela sera vraiment utile plus tard quand vous voulez font vraiment LED protected ou faire un servo à bouger. Heureusement, la plupart de ces trucs complexes est fait pour vous dans les bibliothèques de code Arduino mais c’est encore vraiment bon à savoir.
Capteurs
Il y a toutes sortes de capteurs capteurs-bend, force résistances sensibles, accéléromètres, potentiomètres, joysticks, etc..
Ces capteurs analogiques changent leur tension de sortie selon la façon dont vous les utilisez. Dans les exemples que nous allons utiliser le bouton interrupteurs pour changer les choses sur et en dehors et nous allons utiliser les manettes de jeu (potentiomètre), plier des capteurs et des accéléromètres pour faire bouger les servos.
Lorsque vous concevez un système animatronique pour les costumes j’ai essayer en fonction du type de capteur utilisé avec une requête spécifique du corps. Pensez à comment la personne portant le costume va l’utiliser. Les capteurs de Bend sont très bien si vous voulez faire une LED dim ou servo se déplacent en pliant votre doigt. Pour encore plus de contrôle, je peux placer une petite manette de jeu sur un doigt et l’utiliser pour faire un servo à bouger. Pour une tête, suivi de système qui rend les servos à suivre vos mouvements de la tête, j’utilise un accéléromètre (à partir d’un nunchuck Wii) et j’utilise les commutateurs du bout des doigts pour déclencher des effets sonores. Vous verrez comment ces travaux dans les exemples.
Sparkfun a un interrupteur poussoir momentané de bonne taille c’est la maquette de l’environnement-
http://www.Sparkfun.com/Products/9190
Voici la version plus petite-
http://www.Sparkfun.com/Products/97
Tous les capteurs que nous allons utiliser sont connectés sur les broches d’entrée de l’Arduino. Un potentiomètre est un dispositif couramment utilisé dans une application comme un bouton de volume stéréo, c’est un type de résistance variable. Si vous fournissez le potentiomètre avec 3.3V lorsque vous tournez le bouton de la tension de sortie sera comprise entre 0 et 3.3V. Une manette de jeu est tout simplement deux potentiomètres dans une commune logement-l’un pour l’axe X et l’autre pour l’axe des Y.
Sparkfun a un potentiomètre 10K-
http://www.Sparkfun.com/Products/9939
Ils ont aussi quelques petites manettes de jeu-
http://www.Sparkfun.com/Products/9032
http://www.Sparkfun.com/Products/9426
Un capteur de virage est une résistance qui modifie sa valeur de résistance selon combien vous le plier. En ajoutant une autre résistance et en créant un diviseur de tension, nous pouvons changer la tension de sortie du capteur coude pour faire correspondre le degré de courbure. Le seul inconvΘnient de plier des capteurs est qu’ils n’ont pas la gamme disposant d’un potentiomètre.
Sparkfun vend un virage capteur ici-
http://www.Sparkfun.com/Products/8606
Accéléromètres fonctionnent en détectant un changement dans l’accélération et ensuite ils modifient leur production par rapport à la variation de l’accélération. Lorsque vous inclinez un accéléromètre mesure accélération due à la gravité - plus vous inclinez plus le changement de sortie. Accéléromètres sont couramment utilisés dans les commandes de jeux vidéo et les téléphones cellulaires.
Un nunchuck Wii a un accéléromètre 3 axes, de joystick et de deux boutons poussoirs pour 20 $.
Moteurs
Servos
Hobby servos sont petites motoréducteurs disposant d’une carte de circuit imprimé et le potentiomètre pour contrôler leur rotation. Cela leur permet d’être en mesure de passer à une position exacte par rapport à votre signal de capteur d’entrée. Plupart des servos peuvent se déplacer à près de 180 degrés et certains peuvent même faire plusieurs rotations ainsi qu’une rotation continue. Servos ont trois fils-sol, de signal et de puissance. Le câble de signal (habituellement jaune ou blanc) est connecté à la broche de sortie Arduino. Les fils d’alimentation et de masse sont connectés à une source d’alimentation, généralement allant nulle part de 4.8V à 6V. La raison pour le branchement des servos à leur propre alimentation, c’est que les moteurs produisent un peu de bruit électrique, ce qui peut provoquer des pépins ou un effet de bégaiement dans leur mouvement.
Si vous avez un capteur d’entrée qui génère une tension d’entrée de 0-3.3V l’Arduino prend cette tension analogique et lui assigne une valeur de 0-1023 à l’aide d’un convertisseur analogique à numérique (ADC). Le code sur l’Arduino puis dit dans quelle mesure le servo pour déplacer fondée sur la valeur convertie. Donc, si votre capteur sorties 1.65V puis vous obtenez une lecture de 511 et votre servo se déplacerait la moitié de sa rotation. Nombreux conseils de Arduino exploitée à 5V donc le même capteur au même endroit se lirait comme suit sous 2, 5V et le servo seraient tourne toujours à mi-chemin. Un servo de rotation continue serait tourner dans un sens, arrête que le capteur a donné une 1.65V lecture et puis inversion que vous avez causé à capteur d’élever la tension d’entrée.
Commander un servo se fait par PWM. Vous envoyez un envoi une impulsion sur le servo sur le signal de servo ligne toutes les 20 millisecondes. Le pulsewidth indique le servo quelle position pour déplacer vers. Plupart des servos fonctionnent dans une gamme d’impulsions milliseconde de 1 à 2 donc une 1 impulsion de milliseconde raconte le servo pour passer à la position 0 degré et une impulsion de milliseconde 2 raconte le servo pour passer à la position de 180 degrés. Aucune impulsion entre 1et 2 millisecondes raconte le servo à une position qui est proportionnée entre 0 et 180 degrés.
Je reçois tous mes servos ici-
http://www.servocity.com
Moteurs à courant continu
Contrairement à la plupart des moteurs servo moteurs à courant continu servent mieux quand vous avez besoin de rotation continue, surtout quand vous voulez t/mn élevé. Étant donné que les moteurs à courant continu peuvent dessiner une bonne quantité de puissance qu’ils sont connectés à la broche de sortie Arduino utilisant un transistor ou un variateur de vitesse PWM.
Pololu vend une grande variété de petits moteurs DC-
http://www.Pololu.com/catalog/Category/22
Moteurs pas à pas
Je n’utilise généralement pas moteurs pas à pas dans mes projets animatronique (du moins pas encore!) mais j’ai senti qu’ils sont à noter. Moteurs pas à pas permettant un positionnement précis ainsi que la rotation continue et régulateur de vitesse. L’inconvénient pour eux est qu’ils nécessitent un peu d’énergie électrique et ils sont généralement beaucoup plus gros et plus lourd qu’un servo de couple égale. Moteurs pas à pas petit peuvent être récupérés de scanners et imprimantes vieux. Contrairement aux moteurs à courant continu moteurs pas à pas ont plusieurs bobines individuelles à l’intérieur qui doivent être activés dans une séquence appropriée afin d’obtenir le moteur pour se déplacer. Le contrôleur de l’Arduino est capable de moteurs pas à pas de disque à l’aide d’un tableau d’une puce ou un transistor pilote spécifique qui est capable de mettre sous tension de chaque bobine individuelle dans le moteur. Pour plus d’informations sur Steps, jetez un oeil dans la section de référence.
LEDs
Petites LEDs sont assez simples à raccorder à l’Arduino-n’oubliez pas d’utiliser une résistance entre la broche de sortie Arduino et la cathode de la résistance pour limiter le flux de courant. Vous pouvez mettre une résistance sur l’anode ou la cathode de la LED-fonctionnera de toute façon. La plupart des petites 3.3V LEDs aura un courant d’autour de 20mA pour une valeur de résistance 100 Ohms environ fonctionne assez bien. Pour le calcul de la valeur des résistances précises ont un coup d’oeil ici-
http://LED.linear1.org/1LED.wiz
Pour mon repulsor Iron Man, j’ai fait un petit 2" de diamètre LED board qui a 24 LED PLCC-2. Vous pouvez obtenir la bare PCB ici-
http://www.batchpcb.com/index.php/Products/41872
La Commission utilise 24 1206 package résistances SMD 100 ohms-
http://US.Element-14.com/Vishay-Dale/crcw1206100rjnea/Resistor-Thick-film-100ohm-250MW/DP/59M6948
J’ai souvent acheter PLCC-2 LEDs super brillantes sur eBay à bon prix-
http://stores.eBay.com/bestshop2008hk
LEDs de haute puissance Luxeon ont un beaucoup plu courant nominal et fonctionnera mieux en utilisant certains type de source de courant constant des pour chasser (il en existe plusieurs instructables là-dessus). 1 Watt LED Luxeon aura un courant de 350 ma, donc vous ne pouvez pas connecter directement à une broche de sortie Arduino. Beaucoup, comme un moteur à courant continu, vous aurez besoin de le connecter à la broche de sortie à l’aide d’un transistor.
Sparkfun vend LEDs Luxeon et un conducteur courant constant-
http://www.Sparkfun.com/Search/Results?term=Luxeon&What=Products
http://www.Sparkfun.com/Products/9642
Transistors
Un transistor est fondamentalement juste un interrupteur électronique. Chaque broche de sortie Arduino est limitée à courant de sortie de 40mA donc nous allons utiliser un certain type de transistor, connu comme un transistor NPN Darlington pour allumer les dispositifs à courant élevés. Ces transistors ont trois épingles - le collectionneur, l’émetteur et la base. La broche de base est connectée à la broche de sortie Arduino à l’aide d’une résistance de 1K Ohms. La broche de collecteur est fixée à l’appareil de forte puissance et l’axe de l’émetteur est relié à la terre. Lorsque la broche de sortie Arduino a élevé le transistor active et permet d’électricité compléter un circuit.
Pour les applications qui n’ont pas de puissance câble d’exigences plus 1 Amp j’ai conçu un Conseil petit transistor qui se connecte au numérique des broches 10-13 à l’aide de ruban et deux huit pin connecteurs IDC. Cet exemple utilise quatre transistors de SMD SOT-23 package et quatre 1206 package 1 résistances SMD Ohm de k. Le Conseil est vraiment facile à souder.
Conseil de transistor PCB-
http://batchpcb.com/index.php/Products/41936
Ea-4 de transistors Darlington NPN SOT-23-
http://US.Element-14.com/Fairchild-Semiconductor/mmbt6427/Bipolar-transistor-NPN-40V/DP/58K1891
SMD 1206 1K Ohm résistances 4 ea -
http://US.Element-14.com/YAGEO/rc1206jr-071kl/Resistor-Thick-film-1Kohm-250MW/DP/68R0298
2 x 4 broches IDC connecteur 2ea-
http://www.surplusgizmos.com/8-pin-2x4-IDC-Ribbon-Cable-COnnector_p_1879.html
Pour les charges jusqu'à 5 a, j’utilise un transistor 120 TIP dans le package TO-220. Ces sont idéales pour les petits moteurs à courant continu et les servos. Utiliser une résistance de 1K Ohms pour brancher la fiche de base de transistor à la broche de sortie Arduino.
J’ai l’habitude d’acheter 120 TIP transistors de mon local Radio Shack. Ils sont très faciles à obtenir en ligne aussi bien.
Bloc d’alimentation
Pour alimenter le servo Arduino board et servos, vous avez besoin de deux séparent alimentation sources - une seule cellule batterie LiPo pour le contrôleur et une petite 4.8V-batterie 6V (4AA batteries travail très bien) à servos de puissance. Le jury de servo a une prise supplémentaire qui fournit la puissance de la cellule LiPo à dispositifs de basse tension de puissance comme les voyants.
