10
JIEE Časopis priemyselnej elektrotechniky Journal of Industrial Electrical Engineering ISSN 2454-0900 www.jiee.eu vol:2 (2018) issue: 1 49 Návrh softvéru pre riadenie DC motora pomocou mobilného zariadenia 1 Lukáš MURCKO, 2 Ján MOLNÁR 1, 2 Katedra Teoretickej a priemyselnej elektrotechniky, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Technická Univerzita v Košiciach, Slovenská republika 1 [email protected], 2 [email protected] Abstrakt Tento vedecký článok sa zaoberá problematikou riadenia jednosmerného motora pomocou mobilného zariadenia. Je v ňom vysvetlený princíp činnosti a popis jednotlivých častí zapojenia. Ďalej je podrobne vysvetlený návrh softvéru pre Arduino UNO. V ďalšej časti za zaoberáme vývojom softvéru pre mobilne zariadenie. Nakoniec je navrhnutý softvér testovaný na hardvérovom prototype kde je vykonaný test funkčnosti návrhu. Kľúčové slová Arduino, Bluetooth, DC motor, softvér Design of software to control a DC motor using a mobile device Abstract This scientific article deals with the management of DC motor using a mobile device. It explains the principle of action and description of the individual parts of the engagement. It is also explained in detail the design software for the Arduino UNO. In the next section we are dealing with the development of software for mobile devices. Finally, software is tested on a hardware prototype where the design functionality test is performed. Keywords Arduino, Bluetooth, DC motor, software I. NÁVRH HARDVÉRU Pre realizáciu návrhu riadenia DC motora je najprv potrebne navrhnúť vhodný hardvér, ktorý sa skladá z piatich hlavných častí: Arduino UNO, Bluetooth modul, výkonovej časti pre motor, jednosmerného motora a mobilného zariadenie. Zapojenie jednotlivých častí obvodu je možne vidieť na obrázku Obr. 1. Všetky častí sú pripojené k vývojovej doske Arduino UNO, okrem motora a to: Bluetooth modul, výkonová časť, snímač otáčok motora, potenciometer, tlačidlá, indikačná LED dióda. Motor je pripojený k výkonovému modulu. Vstupnú svorku RxD Bluetooth modulu je potrebne pripojiť cez napäťový delič k Arduinu UNO na svorku TxD a výstupnú svorku TxD na vstup RxD. Riadenie výkonovej časti je pripojene na výstupné svorky 9,10,11. Výstup snímača otáčok DO je taktiež pripojený na digitálny vstup č. 2 a potenciometer na analógový vstup A3. Prvé tlačidlo (zľava) je pripojené na vstup ‚Reset‘ a ostatné tlačidlá na vstupné svorky 5,6,7. Všetky moduly sú napájane stabilizovaným napájacím napätím 5V, ktoré poskytuje vývojová doska Arduino UNO. Takto pospájaný obvod je pripravený na nahratie softvéru do Arduina UNO a aplikácie do mobilného zariadenia.

Návrh softvéru pre riadenie DC motora pomocou mobilného ...€¦ · test funkčnosti návrhu. ... Slider (posuvník) má za úlohu meniť vopred nastavené hodnoty, ktoré Arduino

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Návrh softvéru pre riadenie DC motora pomocou mobilného ...€¦ · test funkčnosti návrhu. ... Slider (posuvník) má za úlohu meniť vopred nastavené hodnoty, ktoré Arduino

JIEE Časopis priemyselnej elektrotechniky

Journal of Industrial Electrical Engineering

ISSN 2454-0900

www.jiee.eu

vol:2 (2018) issue: 1 49

Návrh softvéru pre riadenie DC motora

pomocou mobilného zariadenia

1Lukáš MURCKO,

2Ján MOLNÁR

1, 2 Katedra Teoretickej a priemyselnej elektrotechniky, Fakulta elektrotechniky a informatiky,

Technická Univerzita v Košiciach, Slovenská republika

[email protected],

[email protected]

Abstrakt — Tento vedecký článok sa zaoberá problematikou riadenia jednosmerného motora pomocou

mobilného zariadenia. Je v ňom vysvetlený princíp činnosti a popis jednotlivých častí zapojenia. Ďalej je

podrobne vysvetlený návrh softvéru pre Arduino UNO. V ďalšej časti za zaoberáme vývojom softvéru pre

mobilne zariadenie. Nakoniec je navrhnutý softvér testovaný na hardvérovom prototype kde je vykonaný

test funkčnosti návrhu.

Kľúčové slová — Arduino, Bluetooth, DC motor, softvér

Design of software to control a DC motor using a

mobile device

Abstract — This scientific article deals with the management of DC motor using a mobile device. It

explains the principle of action and description of the individual parts of the engagement. It is also

explained in detail the design software for the Arduino UNO. In the next section we are dealing with the

development of software for mobile devices. Finally, software is tested on a hardware prototype where the

design functionality test is performed.

Keywords — Arduino, Bluetooth, DC motor, software

I. NÁVRH HARDVÉRU

Pre realizáciu návrhu riadenia DC motora je najprv potrebne navrhnúť vhodný hardvér, ktorý sa

skladá z piatich hlavných častí: Arduino UNO, Bluetooth modul, výkonovej časti pre motor,

jednosmerného motora a mobilného zariadenie.

Zapojenie jednotlivých častí obvodu je možne vidieť na obrázku Obr. 1. Všetky častí sú pripojené

k vývojovej doske Arduino UNO, okrem motora a to: Bluetooth modul, výkonová časť, snímač otáčok

motora, potenciometer, tlačidlá, indikačná LED dióda. Motor je pripojený k výkonovému modulu.

Vstupnú svorku RxD Bluetooth modulu je potrebne pripojiť cez napäťový delič k Arduinu UNO na

svorku TxD a výstupnú svorku TxD na vstup RxD. Riadenie výkonovej časti je pripojene na výstupné

svorky 9,10,11. Výstup snímača otáčok DO je taktiež pripojený na digitálny vstup č. 2 a

potenciometer na analógový vstup A3. Prvé tlačidlo (zľava) je pripojené na vstup ‚Reset‘ a ostatné

tlačidlá na vstupné svorky 5,6,7. Všetky moduly sú napájane stabilizovaným napájacím napätím 5V,

ktoré poskytuje vývojová doska Arduino UNO. Takto pospájaný obvod je pripravený na nahratie

softvéru do Arduina UNO a aplikácie do mobilného zariadenia.

Page 2: Návrh softvéru pre riadenie DC motora pomocou mobilného ...€¦ · test funkčnosti návrhu. ... Slider (posuvník) má za úlohu meniť vopred nastavené hodnoty, ktoré Arduino

JIEE Časopis priemyselnej elektrotechniky / Journal of Industrial Electrical Engineering

ISSN 2454-0900

vol:2 (2018) issue: 1 50

Obr. 1 Bloková schéma zapojenia.

II. PRINCÍP ČINNOSTI RIADENIA MOTORA

Princíp činnosti riadenia motora si vysvetlíme na blokovej schéme zapojenia (Obr.1). Ak máme

všetko zapojené, tak prvým krokom bude spustenie aplikácie na mobilnom zariadení a následného

pripojenia sa k bluetooth modulu. Keď prebehlo všetko v poriadku, tak sa nám v aplikácii zobrazí

nápis ‚Pripojené‘. Teraz už môžeme používať aplikáciu. Aplikácia nerobí nič iné, ako odosiela údaje, s

ktorými ďalej pracuje Arduino UNO. V programe napísanom pre Arduino UNO je presne definovaný

každý údaj, ktorý príjme a ďalej pošle do výkonovej časti. Príklad, v aplikácii stlačíme tlačidlo STOP,

vtedy sa pošle údaj (číslo 0) cez Bluetooth modul do Arduina UNO a následne Arduino UNO zapíše

do výkonovej časti na svorky 5 a 7 log. 0, čo znamená, že sa motor zastaví. Obdobne je to pri stlačení

tlačidla DOPRAVA, alebo DOĽAVA, kedy sa vysielajú čísla (1,2) a nastavujú sa vstupy pre chod

motora. Slider (posuvník) má za úlohu meniť vopred nastavené hodnoty, ktoré Arduino UNO spracuje

a ďalej posiela do výkonovej časti na vstup enA (PWM), pre nastavenie rýchlosti otáčania motora.

Ďalšou funkciou obvodu je snímač otáčok motora, ktorý je pripevnený k hriadeli motora a sníma

otáčky, ktoré ďalej posiela do Arduina UNO a ten ďalej na display mobilného zariadenia. Teda celý

obvod je navrhnutý tak, aby nielen riadil motor, ale aj získal údaj o reálnych otáčkach motora.

Princíp činnosti riadenia motora je možné vysvetliť z vývojového diagramu (Obr. 2). Napísaný

program nahráme do Arduina UNO pomocou príslušného softwaru. Po zapnutí napájania si program

načíta všetky vstupné premenné, priradí im hodnoty, nastaví komunikáciu s Bluetooth modulom,

nastaví vstupné, výstupné piny, plus inicializuje deklarované funkcie. Tento krok sa vykoná pri

zapnutí iba raz a to hneď na začiatku. Druhým krokom bude vykonávanie programu opakovane. Ako

prvé sa pýta, či je pripojený Bluetooth modul s mobilným zariadením (MZ).

Keďže hneď po zapnutí ešte nemáme pripojené MZ a neprijal sa žiadny znak, vykoná sa 1.časť

programu a to manuálne riadenie. V tejto časti si program načítava jednotlivé tlačidlá, kým sa

nepripojí MZ a neodošle znak, teda ak je stlačené tlačidlo 1, zapíše na výstup m1 log. 1 a na výstup

m2 log. 0, v tomto režime sa do výkonovej časti na vstupy IN1 a IN2 dostane log.1 a log. 0, čo

znamená smer otáčania motora vpravo. Tlačidlo 3 nám urobí presný opak teda smer otáčania vľavo.

Pre zastavenie motora odošle na vstupy log. 0. Okrem toho program číta hodnoty z potenciometra do

premennej ‚d‘ a zapisuje na riadiaci (PWM) výstup enA, do výkonovej časti. Takto vieme riadiť

otáčky manuálne.

Page 3: Návrh softvéru pre riadenie DC motora pomocou mobilného ...€¦ · test funkčnosti návrhu. ... Slider (posuvník) má za úlohu meniť vopred nastavené hodnoty, ktoré Arduino

JIEE Časopis priemyselnej elektrotechniky / Journal of Industrial Electrical Engineering

ISSN 2454-0900

vol:2 (2018) issue: 1 51

Obr. 2 Vývojový diagram softvéru pre Arduino UNO

millis - cas >= 550

datachInterrupt

otacky = (60 * 1000 / pocetdier)/

(millis - cas) * pulzy

cas = millis

pulzy = 0

Áno

Nie

Vypíš:

otacky

attachInterrupt (0,

counter, FALLING)

count()

Návrat()

counter()

Návrat(pulzy)

pulzy = pulzy +1attachInterrupt (0,

counter, FALLING)

otacky = 0

pulzy = 0

cas = 0, dig = 2

pocetdier = 2

m1 = 10, m2 = 11

enA = 9, znak = 0

d = 0, p = 3

tl1 = 0, tl2 = 0

tl3 = 0

Štart

Načítaj:

otacky

pulzy

cas, dig

pocetdier

m1, m2

enA, znak

d, p

tl1, tl2, tl3

Serial.begin (9600)

pinMode (dig, INPUT)

pinMode (5, INPUT)

pinMode (6, INPUT)

pinMode (7, INPUT)

pinMode (m1, OUTPUT)

pinMode (m2, OUTPUT)

pinMode (enA, OUTPUT)

Serial.available

Áno

Nie

znak = Serial.read

znak = 0

Áno

Nie

digitalWrite (m1, LOW)

digitalWrite (m2, LOW)

znak = 1

digitalWrite (m1, LOW)

digitalWrite (m2, HIGH)

Áno

Nie

znak = 2

digitalWrite (m1, HIGH)

digitalWrite (m2, LOW)

Áno

Nie

znak > 2

analogWrite (enA, znak*26)

Áno

Nie

loop

count

tl1 = HIGH

digitalWrite (m1, HIGH)

digitalWrite (m2, LOW)

Áno

Nie

tl2 = HIGH

digitalWrite (m1, LOW)

digitalWrite (m2, LOW)

Áno

Nie

tl3 = HIGH

digitalWrite (m1, LOW)

digitalWrite (m2, HIGH)

Áno

Nie

tl1 = digitalWrite(7)

tl2 = digitalWrite(6)

tl3 = digitalWrite(5)

tl1, tl2, tl3

d = analogWrite (p)

analogWrite (enA, d/4)

delay (20)

Page 4: Návrh softvéru pre riadenie DC motora pomocou mobilného ...€¦ · test funkčnosti návrhu. ... Slider (posuvník) má za úlohu meniť vopred nastavené hodnoty, ktoré Arduino

JIEE Časopis priemyselnej elektrotechniky / Journal of Industrial Electrical Engineering

ISSN 2454-0900

vol:2 (2018) issue: 1 52

Druhou časťou programu je riadenie s MZ. Ako náhle sa MZ pripojí a odošle znak (napr. stlačenie

tlačidla) manuálne riadenie zaniká. Po prijatí znaku obdobne ako pri manuálnom riadení ukladá na

výstupy log. hodnoty a podľa toho rozdeľuje úlohy (Doprava, Stop, Doľava). Ak prijme znak ‚0‘

motor sa zastaví (výstupy log.0), ak príjme znak ‚1‘ motor zmení smer otáčania doprava, ak to bude

znak ‚2‘ motor zmení smer otáčania doľava. Riadenie otáčok je nastavené, ak príde znak väčší ako 2,

vtedy postupne zapisuje hodnoty na riadiaci (PWM) výstup a tým mení rýchlosť otáčania motora.

Posledným krokom bude vyvolanie podprogramu ‚count‘. Tento program počíta impulzy zo

snímača otáčok motora a podľa nastavenia obnovuje každých 550ms. Nato nám slúži funkcia millis ().

Vhodnou matematickou funkciou sú tieto impulzy prevedené na otáčky motora, ktoré vypisuje na

externé zariadenie, môže to byť display, mobilné zariadenie alebo iný zobrazovač. Podprogram je

aktívny aj v režime manuálneho riadenia.

III. NAVRCH SOFTVÉRU PRE MOBILNE ZARIADENIE

Úvodnú obrazovku návrhu tvoria textové polia (labels – Odpojené, Motor : vypnutý, Otáčky

motora...), tlačidlo s možnosťou výpisu (Listpicker – Pripojiť BT modul), tlačidlá pre danú činnosť

(button – Odpojiť BT modul, Doľava, Stop, Doprava) a posuvník (slider) pre zmenu hodnôt a

reguláciu otáčok motora. Všetky tieto časti tvoria dizajn programu, ktoré si poskladáme na imaginárnu

obrazovku a taktiež nastavíme všetko potrebné (veľkosť písma, farba, pozadie a pod.). Konečný

pohľad na hotovú aplikáciu je na obrázku č. 3.

Obr. 3 Základná obrazovka programu MZ

Ak už máme program navrhnutý a všetky prvky poskladané, tak druhým krokom je priradenie k

jednotlivým častiam ich funkčné bloky. Príkladom je nastavenie úloh všetkých tlačidiel, textových

polí, posuvníka a všetkého, čo sa v programe nachádza. Všetky priradenia si popíšeme v nasledujúcich

riadkoch.

Spustíme program v mobilnom zariadení a objaví sa nám aplikácia z Obr. 3. Začíname stlačením

tlačidlá „Pripojiť BT modul“. Stlačením tohto tlačidla máme na výber ku ktorému Bluetooth (BT)

zariadeniu sa pripojiť („ListPicker1.BeforePicking“) (Obr. 4).

Page 5: Návrh softvéru pre riadenie DC motora pomocou mobilného ...€¦ · test funkčnosti návrhu. ... Slider (posuvník) má za úlohu meniť vopred nastavené hodnoty, ktoré Arduino

JIEE Časopis priemyselnej elektrotechniky / Journal of Industrial Electrical Engineering

ISSN 2454-0900

vol:2 (2018) issue: 1 53

Obr. 4 Základne nastavenie programu

Na Obr. 5 je zobrazené tlačidlo „Pripojiť BT modul“ v tomto prípade „ListPicker1.AfterPicking“

volá BT klienta a na výber dáva všetky varianty, ktoré našiel. Vyberieme si zariadenie s názvom „HC-

05“. Po zadaní kódu sa nám zariadenie spáruje, následne vypíše zelenou farbou „Pripojené“ a môžeme

začať program používať.

Obr. 5 Pripojenie sa k BT modulu

V prípade, že chceme odpojiť BT modul, alebo sa pripojiť k inému zariadeniu, stlačíme tlačidlo

„Odpojiť BT modul“. Po stlačení tohto tlačidla sa odpojíme a následne sa vypíše červenou farbou

„Odpojené“ (Obr. 6). Po zobrazení nápisu „Odpojené“, nevieme ovládať žiadnu z nižšie uvedených

funkcií.

Obr. 6 Odpojenie BT modulu

Ak si zvolíme tlačidlo „Doľava“ a ak je BT pripojený, program posiela BT modulu znak, ktorým je

práve číslo 2. Po prijatí znaku Arduinom UNO sa nastaví požadovaný výstup a nastaví sa motor na

smer otáčania vľavo. Okrem toho sa nám hneď pod tlačidlami „Pripojiť BT modul“ a „Odpojiť BT

modul“ zobrazí nápis (Label2) „Motor : vľavo“. Celý popísaný proces zložený z objektov (blokov) je

načrtnutý na obrázku č. 7.

Obr. 7 Tlačidlo pre chod motora doľava

Zvolením tlačidla „Doprava“ a obdobne ako pri predchádzajúcom prípade ak je BT pripojený,

posiela BT modulu znak, teda číslo 1. Po prijatí znaku Arduinom sa nastaví požadovaný výstup

a nastaví motor na smer otáčania vpravo. Taktiež sa nám hneď pod tlačidlami „Pripojiť BT modul“ a

„Odpojiť BT modul“ zobrazí nápis (Label2) „Motor : vpravo“ (Obr. 8).

Page 6: Návrh softvéru pre riadenie DC motora pomocou mobilného ...€¦ · test funkčnosti návrhu. ... Slider (posuvník) má za úlohu meniť vopred nastavené hodnoty, ktoré Arduino

JIEE Časopis priemyselnej elektrotechniky / Journal of Industrial Electrical Engineering

ISSN 2454-0900

vol:2 (2018) issue: 1 54

Obr. 8 Tlačidlo pre chod motora doprava

Ak chceme motor zastaviť jednoducho stlačíme tlačidlo „Stop“ a ak sme pripojený, program vyšle

znak v podobe čísla 0. Po prijatí znaku Arduinom UNO sa nastaví požadovaný výstup a motor sa

zastaví. Nakoniec ešte zapíše do poľa „Label2“ nápis „Motor: vypnutý“ (Obr. 9).

Obr. 9 Tlačidlo pre zastavenie motora

Keď sme si už nastavili smer otáčania, tak pomocou posuvníka „Slider1“ vieme regulovať otáčky

motora. Presne ako v predchádzajúcich prípadoch, ak sme pripojený k BT modulu, budeme posielať

hodnoty Arduinu UNO a keďže vieme posielať vždy iba jeden znak, tak aby sa nám to nemiešalo so

smerom otáčania a zastavením motora, budeme posielať hodnoty (čísla) väčšie ako 2. Pomocou

matematických funkcií si hodnotu posuvníka zaokrúhlime a taktiež ju zobrazujeme v poli s nápisom

„Label3“ (Obr. 10).

Obr. 10 Regulácia otáčok motora

Poslednou funkciou programu je nastavenie časovača „Timer“. Ak sme pripojený, do poľa

s nápisom „Label5“ zapisujeme každých 550ms hodnotu, ktorú posiela Arduino UNO. Táto hodnota je

naviac uloženia medzi statický danými „RPM:“ a „ot/min“ (Obr. 11).

Obr. 11 Zobrazenie otáčok motora v MZ

Page 7: Návrh softvéru pre riadenie DC motora pomocou mobilného ...€¦ · test funkčnosti návrhu. ... Slider (posuvník) má za úlohu meniť vopred nastavené hodnoty, ktoré Arduino

JIEE Časopis priemyselnej elektrotechniky / Journal of Industrial Electrical Engineering

ISSN 2454-0900

vol:2 (2018) issue: 1 55

Najdôležitejšie v rámci programu pre mobilné zariadenie a programu pre Arduino UNO je

zosynchronizovať posielanie a prijímanie dát, aby v danú chvíľu prišli tie dáta, ktoré sa majú

zobrazovať a podobne.

Detailnejšie zobrazenie celého priebehu nájdeme vo vývojovom diagrame, obrázku č. 12. Celý

proces začína načítavaním jednotlivých tlačidiel, labelov, časovača, bluetooth klienta, posuvníka

a pozadia programu. Program kontroluje, ktoré tlačidlá sú stlačené a k ním pridelí príkaz, ktorý majú

vykonať, vtedy keď je BT pripojený k zariadeniu. Časovač v MZ má rovnaký priebeh ako v programe

pre Arduino UNO. Teda ak Arduino UNO vysiela hodnotu o počte otáčok, tak v rovnakom časovom

okamihu ju MZ príjme a zobrazí. Časovače sú nastavené na hodnotu 550ms. Posuvník (slider1)

rovnako ako tlačidlá po zmene odošle hodnotu (znak), ktorá mu náleží (znak>2) a tým meníme otáčky

motora.

Obr. 12 Vývojový diagram softvéru pre mobilne zariadenie

Tlačidlo

Doprava

Áno

Nie

Odoslať znak = 1

Label2 = "Motor : vpravo"

Štart

Načítaj:

Screen

Label1

Label2

Label3

Label4

Label5

ListPicker1

Before.Picking

ListPicker1 =

AddressesAndNames

ListPicker1

After.Picking

Vybrať a pripojiť

BluetoothClient1

Label1 = "Pripojené"

Áno

Áno

Načítaj:

ListPicker1

Clock1

Slider1

BluetoothClient1

Odpojiť

Dolava

Doprava

Stop

loop

Nie

Nie

Pripojený

BluetoothClient1

Áno

Nie

Tlačidlo

Dolava

Áno

Nie

Odoslať znak = 2

Label2 = "Motor : vľavo"

Pripojený

BluetoothClient1

Áno

Nie

Tlačidlo

Stop

Áno

Nie

Odoslať znak = 0

Label2 = "Motor : vypnutý"

Pripojený

BluetoothClient1

Áno

NieTlačidlo

Odpojiť

Áno

Nie

Odpojiť

BluetoothClient1

Label1 = "Odpojené"

Posuvník

Slider1

Áno

Nie

Odoslať znak = "číslo >2"

Label3 = "číslo >2 *1000"

ot/min

Pripojený

BluetoothClient1

Áno

Nie

Časovač

Clock1

Áno

Nie

Prijať otacky = "číslo"

Label4 = RPM: "číslo" ot/min

Pripojený

BluetoothClient1

Áno

Nie

loop

Page 8: Návrh softvéru pre riadenie DC motora pomocou mobilného ...€¦ · test funkčnosti návrhu. ... Slider (posuvník) má za úlohu meniť vopred nastavené hodnoty, ktoré Arduino

JIEE Časopis priemyselnej elektrotechniky / Journal of Industrial Electrical Engineering

ISSN 2454-0900

vol:2 (2018) issue: 1 56

IV. TESTOVACIE ZAPOJENIE

Podľa vyššie uvedenej schémy zapojenia (Obr. 1) sme všetky moduly a celú hardvérovú časť

upevnili a pozapájali v krabičke (Obr. 13). Motor so snímačom otáčok je osobitne uložený na drevenej

podložke, teda je potrebné ho prepojiť s riadením pomocou prídavných vodičov. Na Obr. 14 vidíme

prepojenie riadenia a regulácie s motorom a snímačom otáčok. Na svorku DC 12V pripojíme externý

jednosmerný zdroj pre napájanie motora. Svorky s rovnakým označením navzájom poprepájame

a pomocou zdroja DC 9V spustíme reguláciu a riadenie. Ako náhle sa nám rozsvieti zelená indikačná

LED dióda môžeme zariadenie používať.

Obr. 13. Regulácia a riadenie zvnútra

Obr. 14 Zapojenie regulácie a riadenia motora

V. TEST FUNKCIONALITY SOFTVÉRU

Pri prvom zapnutí zariadenia sa nachádzame v manuálnom režime, teda vieme motor ovládať

z predného panela pomocou tlačidiel a potenciometra (smer, otáčky, reset, stop). Ovládanie sa

nachádza v manuálnom režime dovtedy, kým sa naň nepripojíme. Spustíme aplikáciu v MZ

a pomocou tlačidla „Pripojiť BT modul“ si vyberieme zo zoznamu náš modul HC-05 a pripojíme sa.

Spárovanie MZ s BT modulom sa vykoná po zadaní hesla iba raz. Následne sa môžeme pripájať

Page 9: Návrh softvéru pre riadenie DC motora pomocou mobilného ...€¦ · test funkčnosti návrhu. ... Slider (posuvník) má za úlohu meniť vopred nastavené hodnoty, ktoré Arduino

JIEE Časopis priemyselnej elektrotechniky / Journal of Industrial Electrical Engineering

ISSN 2454-0900

vol:2 (2018) issue: 1 57

a odpájať neobmedzene. Po pripojení sa vypíše zeleným názov „Pripojené“ a v tejto chvíli manuálny

režim zaniká a motor ovládame iba pomocou aplikácie MZ (Obr. 15). Môžeme mu nastaviť smer

otáčania doprava, doľava, meniť otáčky motora alebo ho zastaviť. Naviac nám v aplikácii vypisuje,

v ktorom stave sa nachádzame (Motor : vľavo, Motor : vpravo, Motor : vypnutý), aké sú nastavené

otáčky a nakoniec aj reálne otáčky motora. Ak ukončíme prácu cez MZ, tak tlačidlom „Reset“ sa

dostávame do manuálneho režimu. Okrem toho slúži tlačidlo „Reset“ aj na reštartovanie programu.

Obr. 151 Riadenie motora pomocou MZ Obr. 16 Riadenie motora pri strate spojenia

V prípade straty spojenia s MZ, signalizuje LED dióda na Bluetooth module, ktorá bliká intenzívnejšie

a pravidelne, vtedy musíme zariadenie reštartovať a nabehne manuálny režim. Ak stratíme spojenie so

zariadením riadenia a regulácie, vypíše v aplikácii chybovú hlášku a po odstránení chyby sa môžeme

znova pripojiť (Obr. 16). Aplikáciu je možné nainštalovať do zariadení s OS android 1.0 až po súčasné

verzie.

VI. ZÁVER

V tomto článku sme zaoberali návrhom softvéru pre riadenie a reguláciu jednosmerného motora

pomocou mobilného zariadenia. Na riadení a regulácii motora sa podieľalo týchto 6 prvkov: Arduino

UNO, Bluetooth modul, výkonová časť, motor, snímač otáčok a mobilné zariadenie, z ktorých každý

vykonával svoju úlohu. Všetky časti sme osadili do vhodne veľkej krabice, pospájali podľa funkčných

schém, nahrali sme program do Aduina UNO, nainštalovali aplikáciu do mobilného zariadenia a

nakoniec sme spustili program na riadenie a reguláciu motora. Chod testovacieho zapojenia bol

funkčný.

Vylepšeniami tohto návrhu by mohol byť LCD displej, ktorý by hodnoty zobrazoval aj v manuálnom

režime a snímač okolitej teploty, resp. teploty motora. Do budúcna by bolo vhodné si vybrať Arduino

s rýchlejším mikroprocesorom, ako aj snímač otáčok, ktorý by stíhal zaznamenávať vysokootáčkové

motory. Taktiež sa môže zdokonaliť aj výkonovú časť, kedy by sme dokázali napájať motory vyšších

výkonov.

Page 10: Návrh softvéru pre riadenie DC motora pomocou mobilného ...€¦ · test funkčnosti návrhu. ... Slider (posuvník) má za úlohu meniť vopred nastavené hodnoty, ktoré Arduino

JIEE Časopis priemyselnej elektrotechniky / Journal of Industrial Electrical Engineering

ISSN 2454-0900

vol:2 (2018) issue: 1 58

POĎAKOVANIE

Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku/ Projekt je spolufinancovaný zo

zdrojov EÚ. Tento článok bol vypracovaný v rámci projektu "Centrum

excelentnosti integrovaného výskumu a využitia progresívnych materiálov

a technológií v oblasti automobilovej elektroniky", ITMS 26220120055.

LITERATÚRA

[1] Katedra leteckej technickej prípravy. Arduino [online]. 2009 [cit. 2016-04-23]. Dostupné na internete:

<http://www.senzorika.leteckafakulta.sk/?q=node/195#2>.

[2] Arduino UNO & Genuino UNO [online]. [cit. 2016-04-23]. Dostupné na internete:

[3] <https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno>.

[4] How to spot a counterfeit Arduino [online]. [cit. 2016-04-23]. Dostupné na internete:

<https://www.arduino.cc/en/Products/Counterfeit>.

[5] Download the Arduino Software[online]. [cit. 2015-10-15]. Dostupné na internete:

<https://www.arduino.cc/en/Main/Software>.

[6] HC Serial Bluetooth Products User Instructional Manual [online]. [cit. 2015-10-15]. Dostupné na internete:

[7] <http://www.tec.reutlingen-university.de/uploads/media/DatenblattHC-05_BT-Modul.pdf>.

[8] MICHALIK, Ján a Jozef, BUDAY. Elektrické stroje. Žilinská univerzita. 2006, ISBN 80-8070-568-2

[9] BRANDYS, Filip. Jednosmerný motor a jeho riadenie [online]. Slovenská technická univerzita, 2009 [cit. 2016-04-15].

ISSN 1338-0087. Dostupné na internete: <http://www.posterus.sk/?p=3784>.

[10] Guzan M., Špaldonová D., Hodulíková A., Tomčíková I., Gladyr A.: Boundary Surface and Load Plane of the Ternary

Memory, In: Electromechanical and energy saving systems. Vol. 15, no. 3 (2011), p. 163-167. - ISSN 2072–2052

[11] Bereš M., Perduľak J., Kováč D.: Autonomous mobile robot with obstacles prediction In: SSIEE 2014 : proceeding of

scientific and student's works in the field of Industrial Electrical Engineering : volume 3. - Košice : TU, 2014 S. 166-

169. - ISBN 978-80-553-1711-4

[12] Kováčová I., Kováč D., Vince T.: Elektromagnetická kompatibilita - 1. vyd - Košice : TU, - 2009. - 137 s. - ISBN

978-80-553-0150-1.

[13] Bučko,R., Kováč,D., Konokh,I.: Embedded systém and speech recognition, Electromechanical and energy saving

systems: Quarterly research and production journal Vol. 2011, No. 3 (2011), pp. 168-172, ISSN 2072-2052.

[14] Dziak,J. : Linear circuit simulation using MATLAB and modeling of nonlinear elements, In: SCYR 2014 Proceeding

from Comference: 20.5.2014: Herľany, S. 70 - 71, Košice : Technická univerzita v Košiciach, 2014 /978-80-553-1714-

4/.

[15] Jacko P., Kováč D.,: Converters and time conversion measurement of STM32F446RE microcontroller , In:

Electromechanical and energy systems. Modeling and optimatization methods. - Kremenchuk : Kremenchuk Mykhailo

Ostrohradskyi National University, 2017 P. 154-155. - ISSN 2079-5106.