Post oprindeligt skrevet af gruppen; Jakob Høg, Henning Vestergaard, Stefan Petersen, Juri Wulff.

Motortyper

Arduino kan bruge motorer til, at påvirke fysiske objekter få en robot til, at køre eller en robotarm til at bevæge sig.
Vi har valgt, at tage udgangspunkt i de fire motortyper som vores lærebog, Make an Arduino-Controlled Robot, Michael Margolis, beskriver fra side 104. Ved hjælp af et motor shield til Arduino er det muligt, at koble motorer til ens Arduino.

Link(s)
Grundprincipperne i en DC motor vist: Youtube video

Brushed DC motors

Børste (Brushed) DC motorer er den “traditionelle” elektromotor og den bruges i vores lærebogs, Make an Arduino-Controlled Robot, Michael Margolis, eksempler på en 2WD og en 4WD Arduino robot, se side 25, fig. 3-4.

Når spolen får sin forsyning af DC skaber det et magnetisk felt omkring armaturet (fig. 1 den grå klods der sidder på akslen). Den venstre side af armaturet (fig. 1 de blå viklinger der er omkring det grå) bliver skubbet væk, nordpol mod nordpol. Den vil nu blive tiltrukket af højre side som er sydpolen. Armaturet roterer (se fig. 2). Lige idet at armaturets nordpol og sydpolen fra den omkringliggende statiske magnet mødes direkte på hinanden vil drejningsmomentet være nul. For at motoren kan blive ved med, at roterer, må kommutatoren som sidder inde på rotoren skifte pol. Det gøres vha. nogle kul. Efter skiftet er sket har armaturet nu sin sydpol mod magnetens sydpol og vil derfor blive frastødt. Resultatet vil være som fig. 4 viser. Brushed DC motorer som vi bruger i undervisningen kan køre på 5 volt og opefter. Jo mere volt desto hurtigere rotation.

Link(s)
Motor shield der kan tage 2 eller 4 brushed DC motors: arduino webpage
Mere info om brushed DC motors: wiki omkring brushed dc motors

Continuous rotation servo

Disse motorer er typisk brugt til mindre robotter. Både motorstyringen, gearkassen og selve motoren sidder i samme enhed. Det gør at disse typer af motorer er nemme at sætte på en robot og få til at virke sammen med fx arduino. Men disse motorer har ikke den samme kraft som stand-alone brushed motorer.


1. Motor
2. Gearkasse
3. Position sensor
4. Elektronisk motorstyring

Link(s)
En robo-wiki om Continuous rotation servo: robotc wiki
En Continuus rotation servo i aktion: video
Kalibrering af Continuous roation servo: video
Continuous roation servo tutorial: video

Brushless motors

Den traditionelle elektromotor (Brushed DC motor) fungere ved at have elektromagneter siddende på rotoren og permanente magneter siddende statisk. Der sendes strøm gennem elektromagneten og den vil dreje i forhold til polerne. Polerne vil så konstant blive ”switched” af en brush der mekanisk klikker i forhold til frekvensen.

En brushless motor er nærmest den traditionelle motor vendt ud på vrangen. Elektromagneterne sidder rundt om, og de statiske magneter er sat fast til rotoren. (Faktisk virker en brushless dc motor næsten ligesom en stepmotor, den arbejder dog ikk med samme præcision.)

Ved en brushless motor kræves det ikke længere at der er brushes til at skifte polariteten, så den mekaniske begrænsning fjernes. I stedet for bliver en brushless DC motor styret ved hjælp af et logisk kredsløb, der ligger spænding på elektromagneterne der så trækker de permanente magneter rundt, og får rotoren (og der ved motoren) til at kører rundt. Ved at tilføje flere elektromagneter vil præcisionen gå op, da du kan lave mindre bevægelser.

Da den mekaniske del er fjernet undgår man bl.a. slid og støj, og det er lettere at afkøle elektromagneterne når de ikk er i bevægelse.

En brushless motor er heller ikke begrænset af at være styret af frekvensen ligesom, da den er styret via opladning af elektromagneterne, og ikke via polerne af de permanente magneter. Dette gør til gengæld at spændingen er vigtig, da mere spænding i elektromagneterne vil generere et kraftigere elektrisk felt og derved vil motoren køre hurtigere. I princippet er det eneste der stopper en fra at lægge en enorm spænding på magneterne (hastigheden af motoren), den mængde varme det ville generere, som skader magneterne og formindsker effekten.
En brushless motor er mere effektiv end en brushed motor, specielt når der arbejdes med lave hastigheder.





Det kræver dog mere avanceret styring end en brushed DC motor, da det ikke længere bare er tænd/sluk. Motoren kan fintunes og justeres via programmering af microcontrolleren der styrer motoren, og igennem dette kan man få motoren til at gøre præcis det man gerne vil have den til.
En brushless motor er dyrere, selvom noget af det hentes hjem igen på grund af den større effektivitet.

Brushless motore bliver brugt i f.eks. dvd/cd afspillere og i harddisk til at rotere skiven.

Link(s)
wiki
yderligere info om hvordan den virker


Stepper motors

En stepper motor bliver typisk brugt til meget præcise operationer og er at finde i dit dvd-drev, diskette drev eller industri robot. Motoren er en magnet der er omgivet af elektromagnetiske spoler.Du kan således styre magneten(motoren) ved at tilføre strøm til spolerne på forskellig vis.

Nedenfor ses et billede af en unipolar stepmotor

Der findes to typer step motors følg linket for en mere detaljeret beskrivelse af disse.
Link(s)
mere info

Leave a Reply