国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程
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总长Shetti1Shital s . Bhosale2,Amrut Ubare3
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现在一天的许多工业应用需求远程监测直流电机速度控制和反馈。也必须足够精确的速度控制对许多实际用途。在本文中,我们使用GSM技术发送控制命令和监测速度反馈。所需的速度控制的实现是通过使用内置的PWM功能的Arduino和PID控制方案。GSM连接和PID控制方案的帮助下实现流行的开源Arduino电路板。PID方案实施的程序和形式更加强调比例控制PID的一部分。这在实际形式的优势项目的一部分因为比例部分很容易实现和处理。
关键字 |
| Arduino板、PID控制、GSM调制解调器,命令,对速度比例控制,基于红外传感器监测。 |
I.INTRODUCTION |
| 因为他们的发明汽车已经成为密不可分的工业应用。出现在机械上有越来越多的需求力量和速度控制精度的汽车。此外许多应用程序远程速度监控和控制的需求。与这个观点我们试图实现远程速度监测和控制帮助Arduino电路板,GSM调制解调器和PID控制方案。GSM平台使用,因为它促进了远程操作和提供可靠的消息传递系统。Arduino电路板是一个开源的通用单片机平台,用于模拟/数字传感和驱动。这里感觉当前的速度,与GSM调制解调器通信,实现了PID控制逻辑,并使用PWM信号控制电机的速度。它还可以用于返回当前速度值形式的短信时所需的电动机的速度。所需的速度值设置通过使用PID控制方案。PID控制逻辑用于它的受欢迎程度、准确性和易用性。 The PID control logic is implemented in program and necessary change in speed is achieved by generating PWM signal which is applied to motor driver IC L293D. The current speed of motor is monitored by using IR sensor arrangement working in conjunction with Arduino board. |
二世。相关工作 |
| 直流电机的速度控制是主要的工业和研究实验室。速度控制的方式实现取决于电机的大小和所需的精度。精密齿轮减速马达,支持基于PWM控制的方法。在这种方法中供应电机改变了不同占空比的PWM信号。工作周期变化从0%提高到100%,Arduino销的PWM输出信号值从0变化到255。这改变了从0到12伏特供应电机,因此它的速度。有许多尝试使用这样一个方案。[1]还有尝试基于PC机的速度控制和监控。一个基于PC的应用是用于与单片机串行通信发送控制命令和接收的消息显示在用户界面。[2],[3]也有试图基于GSM的简单的远程设备的远程开关控制。在这种情况下GSM平台是使用单片机发送控制命令。 When controller receives authentic control command as ON/OFF in the form of SMS, it generates necessary control signal to switch motor ON/OFF.[4] With added complexity there is an attempt of speed control based on GSM technology. Here along with normal ON/OFF control, speed control commands are sent and the microcontroller processes such commands to bring about change in speed and position of motor.[5] PID control scheme came into picture with demand on more accurate speed control. As such there are attempts of speed control using PID control logic. Here current speed of motor is monitored and provided as process variable to the PID system. The other input to PID system being setpoint. Here setpoint refers to desired speed. The difference between current speed and setpoint is considered error. The PID system then generates Output signal which attempts to minimise error to zero. This actions follows on a continuous basis unless current speed of motor becomes equal to desired speed or say setpoint.[6],[7] The PID control scheme is combination of Proportional, Integral and derivative control. Mathematical form is shown in Fig 1. |
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| 这里错误= setpoint-current速度、Kp =比例增益,K i =积分增益和Kd =微分增益。 |
| 比例的部分是相关的定位点和当前速度之间的区别。差的部分是与我们如何快速实现所需的值。和一部分时间跨度期望值的成就。那么是结合以上全部或部分功能远程,灵活和准确的系统。 |
三世。提出了系统 |
| 在我们的项目,我们结合所有上述功能实现一个灵活的和精确的速度控制系统。图2显示了系统的框图。这里Arduino电路板是主要处理单元。Arduino有助于通信GSM调制解调器和发送/接收短信。红外传感器对用于监视直流电机的速度。在启动用户发送短信的需求所需的速度。Arduino接收和获取短信理想转速值。所需的值的速度作为定位点PID控制逻辑的其他输入当前电机的速度感觉由Arduino IR对和计算。然后给出了PID控制逻辑输出,使错误为零。在这Arduino产生成比例的PWM信号给电机驱动IC L293D。 The H-bridge motor driver then carries out change in speed. But the error does not reduce to zero immediately. Thus PID action continues until error becomes zero. That is, when required speed is achieved. In our system when required speed is achieved a notification is sent to the user by SMS. The time taken by system to achieve desired speed depends on gain factors as shown in Fig 1 for PID equation. These are referred to as tuning parameters. With trial and error we can set their value for fast and accurate achievement of desired speed. As desired speed is achieved Arduino sends a notification to the user via GSM modem. |
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IV.HARDWARE设置 |
| 如图2所示有各个部分即Arduino电路板,马达驱动IC L293D, GSM SIM300调制解调器,红外,电动机、用户移动和电源。图3显示了电路设置在弗里茨。[8]图4显示了实验在实验室的实际设置。一个单独的12伏,1安培电源是用于电动机。如前所述,从0到255的PWM信号变化,供给电机变化从0到12伏引起的速度变化。 |
| Arduino: Arduino Atmega328芯片。这是一个很受欢迎的开放源代码平台原型。2硬件中断,有11个数字针和5模拟针+ 5伏特和接地。针3和4是汽车司机,分别连接到别针2和7 IC L293D。红外传感器的输出对int0 Arduino的。平快PWM功能连接到Pin1 L293D。它是用来改变电动机转速。 |
| h桥司机:L293D h桥电机驱动器集成电路。电机L293D针3和6之间的连接。运行电机单独供应给Pin8 IC。+ 5伏特Pin16操作供应和固定针4、5。 |
| GSM SIM300调制解调器:GSM sim - 300调制解调器与Arduino界面上的。Tx的GSM→Pin6和GSM→Pin7 Arduino Rx。接地接地。针6、7是用来形成一个软件串口。这是硬件系列和树叶一样一个备用端口进行调试。需要12伏,1供应适配器提供的帮助。 |
| 红外传感器对:红外传感器对由简单的红外LED,红外线光电二极管组成。红外信号连接的光电二极管和10 k电阻是用作Arduino中断当前电机速度跟踪。 |
| 汽车:汽车使用的是一个12伏,1000 rpm额定发动机。额定电动机用于调试正常运行的系统。 |
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诉软件设计 |
| 这个程序是用c++写使用Arduino IDE。程序结构大致分成以下部分 |
| 1。与GSM调制解调器 |
| 2。从现代阅读新传入的短信 |
| 3所示。实现PID控制 |
| 4所示。发现目前电机的转速 |
| 5。结果显示,屏幕上 |
| 6。发送反馈短信用户当理想转速设置。 |
| 图5显示了算法的程序流程。 |
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VI。 |
| 图6、7、8时屏幕截图Arduino连续监测实验。整个图像的连续监测与缩放视图缩放以适合。这结果显示为用户请求666 RPM的价值。图6显示了当前电机的速度和误差由Arduino计算。图7显示了计算PIDterm总和的P +我+ D和相应的PID输出。最后,图8显示了PWM与PID输出成正比。清楚地看到,当前速度不等于所需速度时,PID反馈行为的比例项产出和新的输出计算会恢复当前的RPM所需的值。这里虽然输出不大幅减少到零,是接近于零的许多实际用途。比如看到一个错误0.03是完全允许的。如在PID控制逻辑的实现,使用积分和微分项似乎是不必要的。 The control logic is therefore implemented with proportional control only. And Integral and Differential terms are reduced to zero. |
| 结合所有图片我们看到速度捕获附近大约666 RPM和输出PID逻辑减少几乎约0.03生成PWM信号就是足够维持速度666 RPM。 |
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七世。结论 |
| 这里的控制逻辑实现使用比例项只有相当不错的结果。这是真实的感觉,必须按要求实现PID控制逻辑。如果比例控制单独给好的结果然后使用积分和微分术语变得不必要的证明。系统因此变成了一个易于使用的和准确的工具来利用短信远程精确控制电机的速度模式。正如上面提到的错误不完全降低为零但相当小实际上被认为是零。在许多应用程序的速度在600年和598年的RPM可以治疗相同。 |
引用 |
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