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© Guido Kramann

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Robuste Systemintegration
1 Grundlagen
..1.1 Newton
....1.1.1 LinearSchwinger
....1.1.2 Daempfung
....1.1.4 ODE
....1.1.5 Saaluebung
..1.2 NewtonEuler
....1.2.1 Traegheitsmomente
....1.2.2 Modellgleichungen
....1.2.3 Einfachpendel
..1.3 Scilab
....1.3.1 Erste_Schritte
....1.3.2 Skripte
....1.3.3 Funktionen
..1.4 Laplace
....1.4.1 Eigenwerte
....1.4.2 PT1
..1.5 Regleroptimierung
....1.5.1 Guetefunktion
....1.5.2 Heuristiken
....1.5.3 Scilab
..1.6 Einstellregeln
....1.6.1 Totzeit
....1.6.2 Methode1
....1.6.3 Methode2
....1.6.4 Scilab
..1.7 Zustandsregler
..1.8 Polvorgabe
..1.8 Polvorgabe_alt
..1.9 Beobachter
....1.9.1 Haengependel
..1.10 Daempfungsgrad
..1.11 Processing
....1.11.1 Installation
....1.11.2 Erste_Schritte
....1.11.3 Mechatronik
....1.11.4 Bibliotheken
....1.11.5 Uebung
....1.11.6 Snippets
......1.11.6.1 Dateioperationen
......1.11.6.2 Bilder
......1.11.6.3 GUI
......1.11.6.4 Text
......1.11.6.5 PDF
......1.11.6.8 Maus
......1.11.6.10 Zeit
......1.11.6.13 Animation
......1.11.6.15 Simulation
....1.11.7 Referenzen
..1.12 Breakout
2 Beispiel
3 Beispielloesung
4 Praxis
5 javasci
6 Fehlertoleranz1
7 Reglerentwurf
..7.1 Sprungantwort
..7.2 Messdaten
..7.3 Systemidentifikation
..7.4 Polvorgabe
..7.5 Beobachter
..7.6 Robuster_Entwurf
..7.7 SIL
8 Systementwicklung
9 Arduino
..9.1 Lauflicht
..9.2 Taster
..9.3 Sensor
..9.12 Motor_PWM1
..9.13 Motor_PWM2_seriell
..9.14 Motor_PWM3_analogWrite
..9.15 Scheduler
..9.20 AV
..9.21 Mikrofon
..9.22 Universal
....9.22.1 Laborplatine
....9.22.2 LED_Leiste
....9.22.3 Motortreiber
....9.22.4 Sensoreingaenge
....9.22.5 Taster
....9.22.6 Tests
....9.22.7 Mikrofon
....9.22.8 Lautsprecher
....9.22.9 Fahrgestell
..9.23 Zauberkiste
..9.24 OOP
....9.24.1 Uebungen
..9.25 AVneu
....9.25.1 Tests
..9.26 DA_Wandler
..9.27 CompBoard
....9.27.1 Tastenmatrix
....9.27.2 ASCIIDisplay
..9.28 CTC
..9.29 Tonerzeugung
10 EvoFuzzy
..10.1 Fuzzy
....10.1.1 Fuzzylogik
....10.1.2 FuzzyRegler
....10.1.3 Uebung9
....10.1.5 Softwareentwicklung
......10.1.5.1 AgileSoftwareentwicklung
......10.1.5.2 FuzzyRegler
......10.1.5.3 Uebung
....10.1.6 Umsetzung
......10.1.6.1 FuzzyRegler
......10.1.6.2 Simulation
......10.1.6.3 Optimierung
......10.1.6.4 Uebung
....10.1.7 Haengependel
......10.1.7.1 Haengependel
......10.1.7.2 Simulation
......10.1.7.3 FuzzyRegler
......10.1.7.4 Optimierer
......10.1.7.5 Genetisch
....10.1.8 Information
....10.1.9 Energie
..10.2 Optimierung
....10.2.1 Gradientenverfahren
....10.2.2 Heuristiken
....10.2.3 ModifizierteG
....10.2.4 optim
..10.3 Genalgorithmus
..10.4 NeuronaleNetze
....10.4.1 Neuron
....10.4.2 Backpropagation
....10.4.3 Umsetzung
....10.4.4 Winkelerkennung
..10.5 RiccatiRegler
11 Agentensysteme
12 Simulation
20 Massnahmen
21 Kalmanfilter
..21.1 Vorarbeit
..21.2 Minimalversion
..21.3 Beispiel
30 Dreirad
31 Gleiter
..31.1 Fehlertoleranz
80 Vorlesung_2014_10_01
81 Vorlesung_2014_10_08
82 Vorlesung_2014_10_15
83 Vorlesung_2014_10_22
84 Vorlesung_2014_10_29

9.12 Verwendung eines Motortreibers und eines DC-Motors

9.12 (EN google-translate)

9.12 (PL google-translate)

In diesem Beispiel wird ein DC-Elektromotor in Laufrichtung und Geschwindigkeit vom Arduino-Micro-Board gesteuert.

Fritzing-Layout für die Motoransteuerung.

Bild 9.12-1: Fritzing-Layout für die Motoransteuerung.

Drei digitale Signale werden an den Motortreiber gegeben:

Arduino oben4  =OutPin D9 ----> L293 Pin 15 Input4
Arduino oben9  =OutPin D4 ----> L293 Pin 10 Input3
Arduino oben10 =OutPin D3 ----> L293 Pin 10 Enable2, PWM

Code 9.12-1: Signale an den Motortreiber

  • Input4 und Input3 steuern die Drehrichtung des Motors: 1 0 - links, 0 1 - rechts.
  • Enable2 bekommt PWM-Pulse, d.h. Rechtecksignale konstanter Frequenz aber variabler Breite der High-Phase.
  • Die sich dabei ergebende mittlere Spannung entspricht der auf den Motor gehenden Versorgungsspannung.
  • Die Pulsbreite wird im Programm mit Hilfe von delay-Werten eingestellt.
  • Bei dem nachfolgenden Beispiel-Quelltext erhöht sich die PWM-Breite in jeder Sekunde um 1, um dann bei Erreichen der maximalen Breite 20 wieder bei 0 zu beginnen.
int zaehler = 0;

int xPWM = 0;

void setup() 
{
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(9,OUTPUT);   //Ard. oben4=OutPin D9 ---- L293 Pin 15 Input4
  pinMode(4, OUTPUT);  //Ard. oben9=OutPin D4 ---- L293 Pin 10 Input3
  pinMode(3, OUTPUT);  //Ard. oben10=OutPin D3 ---- L293 Pin 10 Enable2, PWM
  
  pinMode(13, OUTPUT); //Board LED 
  
  //Eine Richtung festlegen und PWM aus:
  digitalWrite(4,HIGH);
  digitalWrite(9,LOW);
  digitalWrite(3,LOW);

  //LED aus  
  digitalWrite(13,LOW);
}

void loop() 
{
    digitalWrite(3,HIGH); //20 Ticks == 0,02 Sekunden entspricht 50Hz
    delay(xPWM);
    digitalWrite(3,LOW);
    delay(20-xPWM);
    
    if(zaehler==0)
    {
        digitalWrite(13,HIGH);
        
        xPWM++;
        xPWM%=20;
    }        
    else if(zaehler==25)
        digitalWrite(13,LOW);
        
    
    
    
    zaehler++;
    zaehler%=50;  //eine Sekunde == 50 PWM-Perioden
}

Code 9.12-2: Quelltext für die Arduino-IDE

material_motor_PWM1.zip - Programmquelltext und Fritzing-Layout.
Aufgabe
  • Schreiben Sie das Programm so um, dass der Motor erst immer schneller in die eine Richtung dreht, dann langsamer wird und dann immer schneller in dei andere Richtung dreht dann langsamer wird usw.
  • Realisieren Sie dies durch einen passenden Zählvorgang. Alternativ kann der Verlauf einer Sinusfunktion genutzt werden.