Kontroluj prędkości silnika za pomocą Raspberry Pi Pico

Płytka mikrokontrolera Raspberry Pi Pico oferuje entuzjastom ogromną elastyczność w eksplorowaniu projektów elektronicznych w celu poszerzenia ich wiedzy technicznej. Mogą to być zarówno monitoring domu dla majsterkowiczów, jak i proste stacje monitorowania pogody. Nauka podstaw zapewni solidną bazę wiedzy, dzięki której możesz śmiało pracować nad bardziej złożonymi zadaniami.

Przyjrzyjmy się, jak można wykorzystać tranzystor i silnik do generowania energii wiatrowej za pomocą Raspberry Pi Pico.

Co jest potrzebne, aby zacząć?

Następujące elementy są dołączone do zestawu Kitronik Inventor’s Kit dla Raspberry Pi Pico. Są to jednak dość powszechne komponenty, więc można je łatwo pozyskać osobno.

• Łopatka wentylatora
• Silnik
• Złącze terminala płytki prototypowej
• deska do krojenia chleba
• Rezystor 2,2 kΩ (pasma będą czerwone, czerwone, czerwone, złote)
• 5x przewody połączeniowe męsko-męskie
• Tranzystor — wymagany do dostarczania do silnika większej ilości prądu, niż mogą dostarczyć piny GPIO Pico

Zapoznaj się z naszym przeglądem Kitronik Inventor’s Ki dla Raspberry Pi Pico, aby poszerzyć swoją wiedzę techniczną do przyszłych eksperymentów. Do tego projektu będziesz potrzebować Pico z dołączonymi pinami GPIO; sprawdź, jak lutować piny nagłówka na Raspberry Pi Pico.

Zawiera wskazówki dotyczące najlepszych praktyk lutowania, dzięki czemu możesz mieć pewność, że złącza pinów GPIO są dobrze podłączone do płytki Pico za pierwszym razem.

Jak podłączyć sprzęt

Okablowanie nie jest skomplikowane; jest jednak kilka kroków, w których musisz mieć pewność, że styki są prawidłowo podłączone Mając to na uwadze, przyjrzyjmy się, w jaki sposób komponenty są połączone między Raspberry Pi Pico a płytką prototypową.

• Pin GP15 Pico będzie musiał być podłączony do jednego końca rezystora.
• Pin GND na Pico zostanie poprowadzony do szyny ujemnej na płytce prototypowej.
• Umieść tranzystor przed ujemną stroną złącza zaciskowego silnika i poprowadź przewód od ujemnej strony tranzystora do ujemnej szyny płytki prototypowej.
• Sprawdź dwukrotnie, czy okablowanie jest prawidłowo podłączone do złącza zaciskowego silnika (jest to ważne).
• Pin VSYS Pico będzie musiał połączyć się z dodatnią szyną na płytce prototypowej. Zapewni to dostarczenie 5 V mocy przez tranzystor do silnika (w porównaniu z innymi pinami Pico o napięciu tylko 3,3 V).

Podczas przeprowadzania ostatecznej kontroli okablowania upewnij się, że przewód połączeniowy jest podłączony od dodatniej szyny płytki prototypowej do dodatniej strony złącza zaciskowego silnika. Dodatkowo drugi koniec rezystora będzie musiał być podłączony do środkowego styku tranzystora. Jeśli jeszcze nie jest to oczywiste, pamiętaj o prawidłowym podłączeniu przewodów ujemnych i dodatnich od złącza zaciskowego do silnika.

Eksploracja kodu

Najpierw musisz pobrać kod MicroPython z repozytorium MUO GitHub. W szczególności będziesz chciał pobrać plik motor.py . Postępuj zgodnie z naszym przewodnikiem, aby rozpocząć pracę z MicroPythonem, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat korzystania z Thonny IDE z Raspberry Pi Pico.

Po uruchomieniu kod powie silnikowi, aby obracał wentylator, stopniowo zwiększając prędkość do maksimum, a następnie, po krótkiej przerwie, zmniejszając prędkość, aż ponownie się zatrzyma. Będzie to powtarzane w sposób ciągły, aż do zatrzymania programu.

U góry kodu zaimportowanie modułów maszyny i czasu umożliwia wykorzystanie ich w programie. Moduł maszyny służy do przypisania GP15 jako styku wyjściowego silnika, za pośrednictwem tranzystora, przy użyciu PWM (modulacja szerokości impulsu) do ustawienia jego prędkości. Moduł czasowy służy do tworzenia opóźnień w działaniu programu wtedy, gdy ich potrzebujemy.

Spróbuj uruchomić kod. Wentylator rozkręci się i zacznie się obracać przez kilka sekund. Skończona pętla for stopniowo zwiększa wartość wyjściową do silnika od 0 do 65535 (a raczej nieco poniżej tej wartości) w krokach co 100 . Podane jest bardzo krótkie opóźnienie 5 milisekund (z time.sleep_ms(5) ) pomiędzy każdą zmianą prędkości podczas pętli. Po zakończeniu pętli ustawiane jest jednosekundowe opóźnienie uśpienia przed rozpoczęciem następnej pętli.

W drugiej pętli for wartość kroku jest ustawiona na -100 , aby stopniowo zmniejszać wartość wyjściową do silnika. Silnik będzie stopniowo zwalniał od pełnej prędkości aż do całkowitego zatrzymania (przy 0 ). Po kolejnej jednosekundowej zwłoce czasowej pierwsza pętla for jest wykonywana ponownie, ponieważ obie znajdują się w ciągu chwili. Prawda: nieskończona pętla.

To naprawdę wszystko, co wymaga użycia tranzystora i kodu do uruchomienia silnika wentylatora. Pamiętaj, że ten kod będzie się zapętlał w nieskończoność. Musisz więc nacisnąć przycisk stop w Thonny IDE, aby zatrzymać silnik i wentylator.

Dokąd poniesie cię wiatr?

Dodanie dodatkowych elementów, takich jak 7-segmentowy wyświetlacz, do tego eksperymentu nagrodzi cię zrozumieniem, w jaki sposób turbiny wiatrowe wykorzystują energię kinetyczną do przekształcania wiatru w energię elektryczną.

Innym projektem, do którego możesz się zbliżyć, jest ustawienie domowej stacji pogodowej, która monitoruje warunki zewnętrzne. Ponadto znajdziesz inne ciekawe projekty, takie jak wskaźnik wiatru i prędkości, które możesz stworzyć za pomocą Raspberry Pi Pico.

Korzystając z tej podstawowej wiedzy, do jakich eksperymentów przejdziesz w następnej kolejności? Czy masz na myśli projekt? Jeśli wahasz się zbyt długo, możesz ryzykować, że twój umysł (i wiatr) zmieni kierunek.