Oppgåve

NDLA-boksen: Motorar

Det finst ulike elektriske motorar, til dømes DC-motorar, servomotorar og stepmotorar. I denne oppgåva skal du programmere ein Arduino slik at han kan styre ein DC-motor og ein servomotor ved hjelp av to potensiometer.

Grå boks med to tilkoplingar på den eine sida og to vribrytarar og to visarar på den andre sida. Illustrasjon. — Denne NDLA-boksen har to potensiometer og to typar motorar. Kva kan du bruke han til?

Potensiometer

Eit potensiometer er ein resistor med variabel motstand. Potensiometer blir til dømes brukte til volumkontrollarar eller fartsbrytarar.

I denne oppgåva skal du nytte det eine potensiometeret til å justere rotasjonsfarta på ein DC-motor. Det andre potensiometeret skal du programmere slik at ein servomotor endrar posisjon når du dreier på potensiometeret.

Elektrisk komponent med ein vribrytar og tre tilkoplingar. Foto — Eit potensiometer er ein variabel motstand. Du kjenner kanskje slike komponentar som volumkontroll på ein forsterkar?

Ein elektrisk motor innkapsla i blå plast og med tilkoplingsleidningar. Foto — Ein servomotor kan brukast som ein aktuator for ein mikrokontrollar. Han roterer vanlegvis berre 180 gradar.

Servomotor

Ein servomotor er ein elektrisk motor som vanlegvis berre kan rotere ei halv omdreiing, det vil seie 180 gradar. Servomotorar veit til kvar tid kva posisjon dei har, og dei kan bevege seg til og stoppe på kva posisjon som helst innanfor rørsleområdet.

DC-motor

Ein DC-motor er ein motor som går på likestraum, på engelsk Direct Current (DC). Ein slik motor roterer så lenge han får tilført energi. Du kjenner kanskje denne motortypen frå vifter, pumper og andre elektriske komponentar.

DC-motoren har ingen kontroll på kvar i rotasjonen han er, han berre roterer. Du kan regulere farten på ein slik motor ved å forandre spenninga han blir tilført.

Kollasj av fire bilete av ein DC-motor. På første bilete er motoren sett saman, på bilete to er han demontert i tre deler, nemleg bakplate, rotor og statorhus. Bilete tre viser rotor, mens bilete fire viser bakplate med lager. — Dei ulike komponentane i ein børstelaus DC-motor: statorhus, bakplate (med lager) og rotor.

Programmering

Når du skal programmere Arduinoen i boksen, kan du gå fram stegvis.

Steg 1: Instruks

Du kan starte med å instruere prateroboten i kva rolle han skal ha, og kva han skal hjelpe deg med.

Døme på instruks

Eg vil at du skal vere den digitale rettleiaren min og hjelpe meg med oppkopling og programmering av ein Arduino Uno R3.

Du skal bruke faguttrykk og elles eit språk og forklaringar som er tilpassa elevar i vidaregåande skule.

Først skal du forklare korleis systemet eg spør om, verkar.

Så vil eg ha ei oversikt over komponentane eg har bruk for når eg bygger dette systemet. Gi meg både namn og bruksmåtar.

Eg treng òg forslag til korleis systemet skal koplast saman. Gi meg instruksjonar om kva pinnar som skal nyttast på komponentane og Arduinoen, og om det er behov for resistorar i kretsen.

Du skal lage ein programkode som kan nyttast på systemet. Først forklarer du godt kvar enkelt del av programmet. Så skriv du ein komplett programkode.

Lag ei liste over eventuelle vanskelege fagomgrep og forklar dei enkelt, men presist.

Du skal òg lage ei liste med praktiske døme på bruk av eit slikt system i det verkelege livet.

Steg 2: DC-motor og potensiometer

Du må no fortelje prateroboten at du skal ha ein DC-motor, og at du skal styre denne motoren med eit potensiometer. For å få eit presist svar er det lurt å fortelje han kva type potensiometer og DC-motor du har. Du kan òg spørje om det er behov for ein motordrivar, til dømes ein L298N eller ein transistor.

Dersom du skriv ein god instruks, vil du få tilstrekkeleg informasjon til å kunne kople opp og programmere Arduinoen slik at systemet fungerer. Du vil få informasjon om komponentane du treng, kanskje òg om korleis dei fungerer.

Døme på instruks

Eg skal bygge eit Arduino-prosjekt der eg skal kontrollere ein DC-motor med eit potensiometer. Eg har ein ##### DC-motor, og eit ##### potensiometer. Eg vil bruke ein NPN-transistor til å styre motoren.

Steg 3: Servomotor og potensiometer

Når du har fått DC-motoren til å fungere saman med potensiometeret, er du klar til å kople opp og programmere Arduinoen slik at det andre potensiometeret kan styre servomotoren. Du spør då prateroboten om hjelp til å utvide programmet. Med ein god instruks vil du også her få ei god forklaring og eit forslag til kode. Du kan gjere endringar i koden, til dømes endre på kor langt servomotoren skal bevege seg.

Døme på instruks

Eg vil utvide dette prosjektet med eit ekstra potensiometer som skal styre posisjonen på ein servomotor. Eg har ein ##### servomotor og eit ##### potensiometer.

Ulike moglegheiter for oppkopling

Oppsettet kan koplast på ulike måtar. Du kan bruke eit koplingsbrett, lodde leidningar direkte på komponentar eller bruke jumper-leidningar. Du kan òg nytte ulike pinnar på Arduinoen.

Koplingsskjema

Nedanfor ser du eit koplingsskjema for prosjektet. Klarer du å tolke skjemaet og kople ut frå det?

Skjematisk diagram som viser ulike komponentar kopla saman. Dei ulike koplingspunkta er merkte med tal eller symbol. Illustrasjon

Kopling utan koplingsbrett

Illustrasjonen under viser eit døme på korleis du kan kople opp dette oppsettet utan å nytte koplingsbrett. Kjenner du igjen komponentane?

Arduino, to potensiometer, ein DC-motor og ein servomotor kopla saman med leidningar og resistorar. Illustrasjon

Ulik utforming av NDLA-boksen

NDLA-boksen kan skrivast ut på ein 3D-skrivar. Du finn alle nødvendige filene og teikningane som vedlegg nedst på sida.

Du kan òg skifte ut lokk eller sidevegger på boksen og lage ditt eige prosjekt. Her nokre forslag:

Grå boks med to vribrytarar og to visarar på den eine sida. Illustrasjon — Kva trur du kan regulerast med dei to vribrytarane?

Grå boks med to vribrytere og to visare på framsida. Illustrasjon — To brytarar og to motorar på framsida, mens endeplata er tom. Kan du legge til sensorar som òg kan styre motorane?

Grå boks med tom langside og kortside. Illustrasjon — Det er ingen einingar monterte på baksida og endesida av boksen. Kanskje du kan bruke desse sidene til å utvide boksen med ein skjerm eller eit dobbelt sett med motorar?

Grå boks med to tilkoplingar. Illustrasjon — Boksen blir programmert gjennom USB. Viss du bruker store motorar, må du òg bruke ei ekstern spenningskjelde.

Filer

Her finn du dei nødvendige filene for å lage din eigen NDLA-boks for motorar.

Relatert innhald

Servomotor

Her får du eit innblikk i kva ein servomotor er, og korleis du kan nytte ein slik motor saman med ein Arduino.

Potensiometer

Potensiometer er mellom anna brukte til volumkontroll og til turtalsregulering av maskiner. Men korleis fungerer dei, og korleis programmerer du dei?