Kontrol Otomatis RPM Engine Menggunakan Sistem Umpan Balik Dari Tachometer Berbasis IR: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Selalu ada kebutuhan untuk mengotomatisasi suatu proses, baik itu yang sederhana/mengerikan. Saya mendapat ide untuk melakukan proyek ini dari tantangan sederhana yang saya hadapi saat menemukan metode untuk mengairi/mengirigasi lahan kecil kami. Masalah tidak jalur pasokan saat ini dan generator mahal (untuk mengoperasikan pompa kami) menambah kesulitan.

Jadi apa yang kami putuskan untuk dilakukan adalah menggunakan metode yang murah dan mudah digunakan, bahkan oleh seorang pekerja. Kami memutuskan untuk memasang pompa pada skuter lama kami (kondisi berjalan) dan menjalankannya menggunakan poros roda skuter. Semua bagus dan bagus, kami membuat rakitan mekanis dan penggerak sabuk dan mengujinya, dan itu sukses.

Namun masalah lain adalah, ketika motor sedang berjalan, seseorang harus selalu berada di dekat skuter untuk memantau RPM, dan mengaturnya secara manual menggunakan throttle. Jadi proyek ini dibuat oleh kami agar pekerja dapat mengatur RPM yang diinginkan. ingin menghidupkan mesin, dan mengerjakan pekerjaan lain di pertanian.

Penataan terdiri dari:

1. Tachometer berbasis IR (untuk mengukur RPM).
2. Sebuah keypad untuk memasukkan RPM.
3. Layar LCD untuk menunjukkan RPM yang dipantau dan RPM saat ini.
4. Sebuah motor Stepper untuk menambah/mengurangi throttle.
5. Terakhir, mikrokontroler untuk mengatur semua proses tersebut.

Langkah 1: Mengatur Bagian yang Diperlukan

Sebelumnya saya hanya memberikan gambaran tentang apa saja komponen-komponennya.

Komponen sebenarnya yang dibutuhkan adalah:

1. Sebuah mikro-kontroler (saya menggunakan Arduino Mega 2560).
2. IC driver motor L293D (atau papan breakout bisa digunakan).
3. Layar LCD 16X2.
4. Sensor inframerah/kedekatan (nomor model adalah STL015V1.0_IR_Sensor)
5. Motor stepper uni-polar (saya menggunakan motor stepper 5 kawat, 12 V).
6. Papan tombol 4X4.
7. Sepasang resistor 220 ohm, 1000 ohm.
8. Potensiometer 10k.
9. Kabel konektor, kabel berwarna, stripper.
10. Papan tempat memotong roti.
11. Baterai 12V untuk menyalakan motor stepper.
12. Sebuah pasokan 5V untuk daya Arduino.

Dan hanya itu yang Anda butuhkan untuk memulai, kawan!

Langkah 2: Aliran Proses Keseluruhan

Alur prosesnya adalah sebagai berikut:

1. Pengaturan diaktifkan dan tunggu hingga kalibrasi semua perangkat selesai.
2. Pengguna harus memasukkan RPM yang diperlukan menggunakan Keypad.
3. Pemutaran motor terjadi. Hal ini biasanya dilakukan agar titik referensi konstan ditentukan ke motor sehingga ketika penyetelan dihidupkan, posisi awal motor selalu konstan dan diambil sebagai titik referensi.
4. Hidupkan mesin/mesin apa saja yang akan memutar roda.
5. Pengukuran RPM berlangsung dan ditampilkan pada LCD.
6. Di sinilah sistem umpan balik masuk ke gambar. Jika RPM yang terdeteksi kurang dari RPM yang diinginkan, motor stepper melangkah sehingga meningkatkan throttle
7. Jika RPM yang terdeteksi lebih dari RPM yang diinginkan, motor stepper akan melangkah sehingga mengurangi throttle.
8. Proses ini berlangsung sampai RPM yang diinginkan tercapai, ketika tercapai stepper tetap diam.
9. Pengguna dapat mematikan sistem jika diperlukan menggunakan master switch.

Langkah 3: Membuat Koneksi yang Diperlukan

Koneksi untuk motor stepper:

Karena saya menggunakan motor stepper 5-Wire, 4 kabel untuk memberi energi pada kumparan dan yang lainnya terhubung ke ground. Tidak selalu harus urutan 4 kabel yang keluar dari motor adalah urutan yang sama untuk memberi energi pada kumparan. Anda harus mencari tahu urutannya secara manual dengan menggunakan multi-meter, kecuali jika ditentukan secara eksplisit, atau merujuk lembar data motor Anda. 4 kabel terhubung ke output IC L293D, atau driver motor Anda.

2. Koneksi untuk IC L293D:

Alasan mengapa Anda akan menggunakan driver motor adalah karena motor stepper 12V Anda tidak dapat berjalan dengan baik pada suplai 5V dan Anda akan menggoreng papan arduino Anda untuk memompa suplai ke motor. Diagram pin IC dapat ditemukan di web karena cukup banyak IC switching standar. Pin dan koneksinya adalah

• EN1, EN2: Enable(always high atau '1') karena merupakan dekoder standar dan biasanya memiliki input tambahan yang disebut Enable. Output hanya dihasilkan ketika input Enable memiliki nilai 1; jika tidak, semua output adalah 0.
• Pin 4, 5, 12, 13: Mereka terhubung ke ground.
• Pin 2, 7, 10, 15: Merupakan pin input dari mikrokontroler.
• Pin 3, 6, 11, 14: Mereka adalah pin output yang terhubung ke 4 pin motor stepper.

3. Koneksi ke LCD:

LCD memiliki 16 pin dengan 8 pin untuk transfer data dan paling sering, Anda hanya dapat menggunakan 4 dari 8 pin tersebut. Koneksinya adalah:

• Vss: tanah
• Vdd: + 5V
• Vo: ke potensiometer (untuk mengatur kontras)
• RS: ke pin digital 12 arduino
• R/W: tanah.
• E: untuk pin 11 di arduino.
• Pin data 4, 5, 6, 7: masing-masing ke pin 5, 4, 3, 2 pada arduino.
• LED+: Ke +5V dengan resistor 220 ohm.
• LED-: ke ground.

4. Koneksi ke Key Pad 4 X 4:

Sambungan di sini cukup mudah. Ada total 8 pin yang keluar dari keypad dan semuanya langsung masuk ke pin digital arduino.4 untuk kolom adalah 4 untuk baris. Pin pada arduino adalah 46, 48, 50, 52, 38, 40, 42, 44.

5. Interface IR Sensor ke arduino:

Langkah ini juga mudah karena hanya ada 3 pin yang keluar dari sensor proximity, +5V, output, ground. Pin output diberikan ke analog di pin Ao pada arduino.

Dan itu saja, kita sudah selesai dan langkah selanjutnya adalah hanya mengunggah kode saya yang telah saya lampirkan di sini!

Silakan merujuk ke diagram sirkuit yang saya miliki dengan kabel semua komponen di gambar di atas.

Langkah 4: Kopling Mekanik Motor Stepper ke Throttle

Setelah bagian elektronik selesai, bagian selanjutnya adalah menghubungkan poros stepper ke tuas throttle.

Sistemnya sedemikian rupa sehingga ketika RPM mesin turun, motor stepper melangkah ke kanan, mendorong tuas ke depan, menaikkan RPM. Demikian pula, ketika RPM terlalu tinggi, ia melangkah mundur untuk menarik tuas ke belakang untuk mengurangi RPM.

Video menunjukkannya.

Langkah 5: Kode

Orang-orang Arduino IDE tertulis.

Juga silakan unduh perpustakaan yang diperlukan untuk ini.

Terima kasih.