Выбор компонентов для прототипа

2.10.1 Выбор микроконтроллера (позиция 3,4)

Для обработки информации и регулирования исполнительных механизмов требуется использование микроконтроллера. Выбор был между ArduinoUNO, ArduinoNANO.

Arduino UNO

Рисунок 9 – Arduino UNO

АрдуиноУно является микроконтроллером на базе платы ATmega. Оснащен 6 аналоговыми и 13 цифровыми выходами. Шесть выходов способны работать в режим ШИМ. Частота работы процессора данного устройства составляет 16МГц.

Характеристики представлены в таблице 10

 

Таблица 10

ХарактеристикиArduinoUno

Микроконтроллер	ATmega328
Рабочее напряжение	5В
Напряжение питания (рекомендуемое)	7-12В
Напряжение питания (предельное)	6-20В
Цифровые входы/выходы	14 (из них 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов)
Аналоговые входы	6
Максимальный ток одного вывода	40 мА
Максимальный выходной ток вывода 3.3V	50 мА
Flash-память	32 КБ (ATmega328) из которых 0.5 КБ используются загрузчиком
SRAM	2 КБ (ATmega328)
EEPROM	1 КБ (ATmega328)
Тактовая частота	16 МГц

 

Arduino NANO

Существенно отличие данной модели Ардуино – это малые габариты. Так же как и ArduinoUNO, данная плата создана основе платы ATmega.

На рисунке 2.3 изображенаArduinoNano.

Рисунок 10 -ArduinoNANO

 

Характеристики представлены в таблице 11

Таблица 11

Характеристики ArduinoNANO

Микроконтроллер	Atmel ATmega168 или ATmega328
Рабочее напряжение (логический уровень)	5В
Напряжение питания (рекомендуемое)	7-12В
Напряжение питания (предельное)	6-20В
Цифровые входы/выходы	14 (из которых 6 могут использоваться как ШИМ-выходы)
Аналоговые входы	8
Максимальный ток одного вывода	40мА
Размеры платы	1.85 см х 4.3 см

 

Используем ArduinoUNOтак как данная модель есть в наличии.

 

2.10.2 Выбор WiFi модуля.

Выбор произведен из серии ESP8266.

Серия ESP8266 имеет следующие характеристики:

поддержка WiFi протоколов 802.11 b/g/n

Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP

встроенный стек TCP/IP

встроенный TR переключатель, balun, LNA, усилитель мощности и соответствие сети

встроенный PLL, регуляторы, и система управления питанием

выходная мощность +20.5 дБм в режиме 802.11b

ток утечки в выключенном состоянии до 10 мкА

SDIO 2.0, SPI, UART

STBC, 1×1 MIMO, 2×1 MIMO

пробуждение и отправка пакетов за время до 22 мс

потребление в режиме Standby до 1.0 мВт (DTIM3)

Рассмотрены модификации ESP – 01, ESP – 02 и ESP -03.

ESP-01— самый распространённый, выведены два GPIO, дальность действия — до 400м на открытом пространстве.

Рисунок 11 -ESP -01

ESP-02 — можно подключить дополнительно внешнюю антенну.

Рисунок 12- ESP - 02

ESP-03— встроена керамическая антенна.

 

Рисунок 13 -ESP-03

Выбираем ESP-01так как она есть в наличии и обладает достаточными характеристиками для работы.

2.10.3 Выбор электрического двигателя постоянного тока(поз.

Выбор двигателя произведен между ДПТ MY6812 и ШДFL86ST.

Шаговый двигатель FL86ST.

Гибридный шаговый двигатель FL86ST имеетсравнительно высокий крутящий момент, способен работать длительное время и создает сравнительно мало шума.Данная модель двигателя приобрела широкое распространение в автомобильной промышленности, лазерной отрасли, станках ЧПУ.

Характеристики приведены в таблице 12.

Таблица 12

ХарактеристикиFL86ST

Параметры	Значения
Угловой шаг	1,8
Погрешность углового шага	±5% (полный шаг, без нагрузки)
Рабочая температура	-20°C~+50°C
Сопротивление изоляции	100MΩMin.,500VDC
Диэлектрическая прочность	1500VAC foroneminute
Радиальное биение вала	0.02Max. (450 g-load)
Осевое биение вала	0.08Max. (450 g-load)

 

Двигатель постоянного тока “MY6812”

Коллекторный двигатель постоянного тока. C звездочкой под зубчатый ремень HTD 3m шириной 12мм. Фото ДПТ на рисунке 13.

Характеристики ДПТ MY6812

Таблица 13

Характеристики ДПТ MY6812

Номинальное напряжение:	24 Вольт
Номинальная мощность:	120 ватт
Номинальный ток:	6,5А
Габариты (мм.):	69(Диаметр) х 100/124(Длинна без/с валом)
Вес (грамм):	1050
Крепление:	3 отв. М5, 37мм между центрами

 

Рисунок 14– ДПТ MY6812

Выбран двигатель постоянного тока MY6812 потому, что шаговые двигатели греются.

Управление двигателем

Для управления валом двигателя по часовой и против часовой стрелки требуется «H-мост» или драйвер с «Н мостом». В работе использован «Н мост» на полевых N канальных транзистора IRF730. Выбор таких транзисторов выявлен тем, что только подобная марка находилась в продаже и их технические характеристики удовлетворяли требованиям работы двигателя. Управление двигателем производится через «Arduino».