Arduino: Aktoren: Unterschied zwischen den Versionen
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=== Eingeführte Begriffe und Konzepte === | === Eingeführte Begriffe und Konzepte === | ||
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* Servomotor und | * [[Servomotor_SG90|Servomotor]] und | ||
* Schrittmotor. | * [[Schrittmotor_28BYJ-48_mit_ULN2003_Treiberplatine|Schrittmotor]]. | ||
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# Was ist eine [https://de.wikipedia.org/wiki/Pulsdauermodulation Pulsweitenmodulation] und wie lässt sich ein Servo damit ansteuern? | # Was ist eine [https://de.wikipedia.org/wiki/Pulsdauermodulation Pulsweitenmodulation] und wie lässt sich ein Servo damit ansteuern? | ||
# Was muss beim Umgang mit einem Servo beachtet werden? | # Was muss beim Umgang mit einem Servo beachtet werden? | ||
# Wie steuert man einen Servomotor an? | # Wie steuert man einen Servomotor an? | ||
# Wie funktioniert ein Schrittmotor? Welchen Arbeitsbereich hat der Schrittmotor? | # Wie funktioniert ein [[Schrittmotor_28BYJ-48_mit_ULN2003_Treiberplatine|Schrittmotor]]? Welchen Arbeitsbereich hat der Schrittmotor? | ||
# Was muss beim Umgang mit einem Schrittmotor beachtet werden? | # Was muss beim Umgang mit einem Schrittmotor beachtet werden? | ||
# Wie steuert man einen Schrittmotor an? | # Wie steuert man einen Schrittmotor an? | ||
# Wieviele Schritte hat der Schrittmotor? | |||
# Vergleichen Sie beide Motoren anhand fachlicher Kriterien. | # Vergleichen Sie beide Motoren anhand fachlicher Kriterien. | ||
# Wurde der Quelltext durch Header und Kommentare aufgewertet? | # Wurde der Quelltext durch Header und Kommentare aufgewertet? | ||
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'''Arbeitsergebnisse''' in SVN: <code>Lernzielkontrolle_Termin_09.pdf</code> | '''Arbeitsergebnisse''' in SVN: <code>Lernzielkontrolle_Termin_09.pdf</code> | ||
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=== Aufgabe 9.2: Servo ansteuern === | === Aufgabe 9.2: Servo ansteuern === | ||
Ein Servo soll von einem Arduino-Mikrocontroller angesteuert werden. Der Servo soll dazu in diesem Beispiel drei verschiedene Positionen ansteuern und zwischen den Positionen eine kurze Zeit warten. | Ein Servo soll von einem Arduino-Mikrocontroller angesteuert werden. Der Servo soll dazu in diesem Beispiel drei verschiedene Positionen ansteuern und zwischen den Positionen eine kurze Zeit warten. | ||
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'''Tutorial:''' [https://funduino.de/nr-12-servo-ansteuern Funduino: Servo TowerPro SG90 ansteuern] | '''Tutorial:''' [https://funduino.de/nr-12-servo-ansteuern Funduino: Servo TowerPro SG90 ansteuern] | ||
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=== Aufgabe 9.3: Schrittmotor 28BYJ-48 ansteuern === | === Aufgabe 9.3: Schrittmotor 28BYJ-48 ansteuern === | ||
Lassen Sie einen Schrittmotor eine ganze Umdrehung vor- und zurückdrehen. | Lassen Sie einen Schrittmotor eine ganze Umdrehung vor- und zurückdrehen. | ||
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'''Lösung:''' [https://funduino.de/nr-15-schrittmotor Funduino: Schrittmotor ansteuern] | '''Lösung:''' [https://funduino.de/nr-15-schrittmotor Funduino: Schrittmotor ansteuern] | ||
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=== Aufgabe 9.4: Motorbewegung unterbrechen === | === Aufgabe 9.4: Motorbewegung unterbrechen === | ||
# Befestigen Sie einen Zeiger an Ihrem Schrittmotor. Dieser Zeiger bildet den Sekundenzeiger einer Uhr und soll sich in 60 s um 360 ° drehen. | # Befestigen Sie einen Zeiger an Ihrem Schrittmotor. Dieser Zeiger bildet den Sekundenzeiger einer Uhr und soll sich in 60 s um 360 ° drehen. | ||
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=== Aufgabe 9.5: Nachhaltige Doku === | === Aufgabe 9.5: Nachhaltige Doku === | ||
Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (<code>message</code>) in SVN. | Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (<code>message</code>) in SVN. | ||
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== Demos == | == Demos == | ||
* [https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/ | * [https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Arduino/ArduinoLibOrdner/ArduinoUnoR3/examples/DemoServoSG90/DemoServoSG90.ino SVN: DemoServoSG90.ino] | ||
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# Sharp: ''GP2Y0A41SK0F''. URL: [https://de.farnell.com/sharp/gp2y0a41sk0f/distanzmesssensor/dp/1618431]. [[Medium:GP2Y0A41SK0F.pdf|Datenblatt (858 kb)]] | # Sharp: ''GP2Y0A41SK0F''. URL: [https://de.farnell.com/sharp/gp2y0a41sk0f/distanzmesssensor/dp/1618431]. [[Medium:GP2Y0A41SK0F.pdf|Datenblatt (858 kb)]] | ||
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Aktuelle Version vom 12. September 2024, 14:32 Uhr
| Autor: | Prof. Dr.-Ing. Schneider |
| Modul: | Praxismodul I |
| Lektion 9: | Mechatronik, Informatikpraktikum, 1. Semester, Wintersemester |
Fragestellungen, Begriffe und Voraussetzungen
Fragestellungen
In dieser Lektion Steuern wir Aktoren (Servomotor und Schrittmotor) an.
Eingeführte Begriffe und Konzepte
Diese Lektion befasst sich mit der Vorstellung und Ansteuerung gängiger Aktoren am Arduino:
- Servomotor und
- Schrittmotor.
Vorausgesetzte Kenntnisse aus vorangegangenen Lektionen
- Nutzung der digititalen IO-Pins
- Interrupts
Lernziele
Nach Durchführung dieser Lektion
- können die Funktion eines Servomotors und Schrittmotors erläutern.
- können Sie die Unterschiede und Anwendungsfelder der Motoren beschreiben
- können Sie beide Motoren gezielt ansteuern.
- können Sie das Hauptprogramm mit einem Interrupt unterbrechen.
Lernzielkontrolle
- Wie funktioniert ein Servomotor? Welchen Arbeitsbereich hat der Servo?
- Was ist eine Pulsweitenmodulation und wie lässt sich ein Servo damit ansteuern?
- Was muss beim Umgang mit einem Servo beachtet werden?
- Wie steuert man einen Servomotor an?
- Wie funktioniert ein Schrittmotor? Welchen Arbeitsbereich hat der Schrittmotor?
- Was muss beim Umgang mit einem Schrittmotor beachtet werden?
- Wie steuert man einen Schrittmotor an?
- Wieviele Schritte hat der Schrittmotor?
- Vergleichen Sie beide Motoren anhand fachlicher Kriterien.
- Wurde der Quelltext durch Header und Kommentare aufgewertet?
- Wurden jedes Programm mittels PAP geplant?
- Wurde auf
magic numbersverzichtet? - Wurde die Programmierrichtlinie eingehalten?
Vorbereitung
Bereiten Sie sich anhand der nachfolgenden Aufgaben auf den Praktikumstermin vor.
- Nutzen Sie die Beiträge als Vorbereitung auf den Servomotor:
- Nutzen Sie die Beiträge als Vorbereitung auf den Schrittmotor:
- Studieren Sie diesesn Artikel: Arduino: Interrupts
- Planen Sie die Software via PAP.
- Beantworten Sie die Lernzielkontrollfragen.
- Sichern Sie Ihre Unterlagen in SVN.
Arbeitsergebnisse in SVN: Lernzielkontrolle_Termin_08.pdf
Versuchsdurchführung
Aufgabe 9.1: Lernzielkontrolle
Präsentieren Sie Prof. Schneider das Ergebnis der Lernzielkontrolle.
Arbeitsergebnisse in SVN: Lernzielkontrolle_Termin_09.pdf
Aufgabe 9.2: Servo ansteuern
Ein Servo soll von einem Arduino-Mikrocontroller angesteuert werden. Der Servo soll dazu in diesem Beispiel drei verschiedene Positionen ansteuern und zwischen den Positionen eine kurze Zeit warten. Zeichnen Sie die PWM beim Ansteuern mit einem Oszilloskop auf.
Nützliche Befehle: #include, Servo, attach, write
Arbeitsergebnisse in SVN: steureServo.ino
Tutorial: Funduino: Servo TowerPro SG90 ansteuern
Aufgabe 9.3: Schrittmotor 28BYJ-48 ansteuern
Lassen Sie einen Schrittmotor eine ganze Umdrehung vor- und zurückdrehen.
Nützliche Befehle: #include<Stepper.h>, Stepper, step(), setSpeed()
Arbeitsergebnisse in SVN: steureSchrittmotor.ino
Lösung: Funduino: Schrittmotor ansteuern
Aufgabe 9.4: Motorbewegung unterbrechen
- Befestigen Sie einen Zeiger an Ihrem Schrittmotor. Dieser Zeiger bildet den Sekundenzeiger einer Uhr und soll sich in 60 s um 360 ° drehen.
- Lesen Sie einen Taster ein. Dieser soll beim Drücken einen Interrupt als "Notaus" auslösen.
- Stoppen Sie in einer Interrupt-Service-Routine sofort den Motor.
Nützliche Befehle: attachInterrupt()
Arbeitsergebnisse in SVN: StepperUhrNotaus.ino
Aufgabe 9.5: Nachhaltige Doku
Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (message) in SVN.
- Wurden die Regeln für den Umgang mit SVN eingehalten?
- Wurde die Programmierrichtlinie eingehalten?
- Wurde nachhaltig dokumentiert?
- Haben die Programme einen Header?
- Wurden der Quelltext umfangreich kommentiert?
- Wurden die PAPs erstellt und abgelegt? Passen die PAPs 100% zum Programm?
Arbeitsergebnis in SVN: SVN Log
Tutorials
- HSHL Wiki: Interrupts
- HSHL Wiki: Servomotor TowerPro SG90
- HSHL Wiki: Schrittmotor 28BYJ-48
- Funduino: Servomotor TowerPro SG90
- Funduino: Schrittmotor 28BYJ-48 mit ULN2003 Treiberplatine
- Funduino: Der Interrupt-Befehl attachInterrupt()
- Verwendung von Interrupts mit Arduino
Demos
Literatur
- Brühlmann, T.: Arduino Praxiseinstieg. Heidelberg: mitp, 4. Auflage 2019. ISBN 978-3-7475-0056-9. URL: HSHL-Bib, O'Reilly-URL
- Brühlmann, T.: Sensoren im Einsatz mit Arduino. Frechen: mitp Verlag, 1. Auflage 2017. ISBN: 9783958451520. URL: HSHL-Bib, O'Reilly
- Snieders, R.: ARDUINO lernen. Nordhorn: 8. Auflage 2022. URL: https://funduino.de/vorwort
- Schneider, U.: Programmierrichtlinie für für die Erstellung von Software in C. Lippstadt: 1. Auflage 2022. PDF-Dokument (212 kb)
- Sharp: GP2Y0A41SK0F. URL: [1]. Datenblatt (858 kb)
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