Come abbiamo già visto, Arduino consente di controllare facilmente motori in corrente continua. La soluzione che vi proponiamo oggi, consente di trasformare un moto rotatorio (motore che gira) in una traslazione.  Questa soluzione si ottiene in pochi minuti con l’aiuto del nostro Slider kit.

In questo caso stiamo applicando una scelta del tipo – cinghia e pulegge -.  Il nostro elemento base è costituito da un canale di allumino da 24″,  una cinghia, un tendicinghia,  due pulegge,  un motore in corrente continua e alcuni supporti.  Questo slider può essere utilizzato in verticale o in orizzontale, grazie ad una coppia di piedini.  Il motore scelto può essere alimentato ad una tensione fino a 12V.   Scopo del progetto è creare una guida scorrevole. Su questa guida potrete costruire il vostro sistema, posizionare un sensore, una macchina fotografica o una telecamera.

Controllare motori in DC con Arduino

Il primo passo per interfacciare i nostri prototipi con Arduino o con una scheda di controllo è comprendere come si utilizzino i motori DC. L’idea è molto semplice: i motori DC possono ruotare sia in senso orario che antiorario. Il senso di rotazione dipende dalla polarità della tensione di alimentazione.  Potete effettuare una semplice prova procurandovi un motorino e collegandolo direttamente ad un alimentatore. Vedrete che, scambiando il + e il – otterrete una rotazione oraria oppure antioraria.

Quello che di fa con Arduino è semplicemente riproporre questo concetto in modo “elettronico”. Anziché scambiare manualmente i contatti, vogliamo realizzare lo scambio automaticamente. Per fare questo di utilizza una configurazione chiamata ponte H. Esistono ponti H più o meno costosi. Di seguito vedremo quali cono le caratteristiche da valutare per scegliere correttamente il nostro circuito.

Dimensionare il circuito

La prima cosa da valutare quando si desidera controllare qualche elemento elettrico/elettronico è la potenza richiesta. Per fare questo è necessario avere ben chiari i concetti di tensione  e di corrente.  Generalmente è la corrente ad essere responsabile di piccoli “incidenti” durante lo sviluppo dei prototipi. Troppa corrente brucia letteralmente i circuiti.  Dato che la corrente e la tensione sono legate dalla legge di Ohm: V=R*I, dove V è la tensione, I la corrente e R la resistenza di un conduttore, troppa corrente implica spesso che avete utilizzato troppa tensione, oppure avete applicato un carico che “assorbe” troppo.

Quando vi accingete a costruire una catena di elementi elettrici, assicuratevi sempre che ognuno di essi sia in grado di sopportare le sollecitazioni a cui lo andrete a sottoporre.

Un microcontrollore tipo Arduino non è in grado di fornire potenza elettrica. Gestire un elemento che sia più grande di un led diventa già un compito gravoso.

La soluzione standard a questo problema è fornire dei segnali tramite Arduino che è facilmente programmabile e può realizzare “ciò che vogliamo” e utilizzare degli intemediari per la parte di potenza.

Nel caso del motore DC il nostro intermediario sarà il ponte H.  Questo circuito ha le seguenti caratteristiche:

  • Può essere controllato da un qualunque microcontrollore perché richiede una corrente minima sulle linee dei segnali
  • Consente di pilotare un motore perché è in grado di erogare la corrente necessaria (tramite alimentatore)
  • Consente di controllare il verso di rotazione del motore perché contiene un circuito elettronico che scambia le polarità a richiesta

La conservazione dell’energia

In natura sembra esistere un principio, chiamato principio di conservazione dell’energia.  Qualunque processo, naturale o artificiale,  è vincolato da questo principio. Questo non vuol dire che quando vi accingete a fare qualcosa dovete conoscere questa legge. Un principio fisico è una regola più forte: controlla voi anche se voi non ne sapete nulla.  le apparecchiature elettroniche, in quanto oggetti reali, non sono immuni da questo principio.

Alcuni di voi si chiederanno: “cosa centra la fisica con Arduino ?”.

La prototipazione meccatronica è essenzialmente fisica. La trasformazione di energia elettrica in calore, movimento, suono… deve rispettare il principio di conservazione dell’energia.

La fisica di Arduino:  “posso spostare un camion con Arduino ?”

La risposta a questa domanda è molto semplice: “In teoria si, in pratica… c’è un po’ di lavoro da fare”.  Torniamo al nostro slider:

I componenti per controllare un motore con Arduino sono:

  • Arduino
  • Un alimentatore
  • Un controllore