如何利用Arduino創(chuàng)建一個電機滑動門

項目概況

在這個項目中，我利用Arduino的強大功能創(chuàng)建了一個為滑動門供電的電路。這個項目的主要目的是利用一個帶有功能交流電機的滑動門，并使用一個Arduino、幾個繼電器、一個433MHz接收器、一個433MHz發(fā)射器和一些電氣技能來完善自動化系統(tǒng)。

該系統(tǒng)創(chuàng)建了一種在需要時為門的電機供電并決定是是否開閉門的方法。

Arduino不斷收到來自發(fā)射器的設定響應，在這種情況下，它是用于打開或關閉門的遙控器。發(fā)射器在兩個通道上運行，每個通道都有其唯一的ID。一旦433MHz接收器接收到此ID，它就會向Arduino發(fā)送一個信號，Arduino控制繼電器為電機供電。

方法

第1步：為電機供電

為電機供電的配置如下所示。為了使電機正向（關閉）方向移動門，主繞組應連接到主電源。為了使電機反向（開路）方向運動，次級繞組應連接到主電源，有必要確定哪根導線對應于哪個繞組。通常電線沒有標簽，這可以通過向電線提供交流電源來反復試驗來識別。

就我而言，我使用的是220~240VAC電機。我能夠輕松識別中性線，因為它是藍色的，這是用于指示中性端子的標準顏色。接下來，我將帶電端子連接到紅線，使電機正向轉動。這表明我為電機的主繞組供電。

注意：確保啟動電容器連接正確且正常工作。這確保了電機具有足夠的啟動扭矩。

第2步：停止電機

主電源通過限幅開關提供給電機。一旦門到達一端，限制器開關就會被觸發(fā)，從而打開電路并停止主電源向電機供電。

第3步：使用繼電器控制電機

繼電器有兩個觸點；常開和常閉。

常閉路徑用于為電機的主繞組供電。選擇此選項是為了確保當系統(tǒng)重置或系統(tǒng)出現問題時，電機將確保門始終保持關閉。

常開路徑用于為電機的次級繞組供電。當繼電器內部的線圈通電時，常開路徑關閉。這可以通過從Arduino發(fā)送5V信號來完成，因為使用的繼電器在5V下運行。

通過使用兩條路徑為電機供電，確保不會同時向電機的主繞組和次級繞組提供電力。

該繼電器（R2）通過Arduino的引腳8進行操作。如果Arduino在門移動時接收到來自接收器的命令，則使用第二個繼電器（R1）斷開電路以使電機停止。Arduino會不斷檢查接收器是否收到任何命令。一旦發(fā)出命令，Arduino就會重新為電機供電，以使其關閉或打開門。

第二個繼電器的主要目的是給系統(tǒng)足夠的時間來重新路由系統(tǒng)來為電機供電，而不會立即改變電機的轉動方向。一旦重新路由完成，繼電器就會關閉，并且向電機供電以向相反方向轉動。

該繼電器通過Arduino的引腳9進行操作。

用途

如果系統(tǒng)中途關閉門并從接收器接收到打開門的命令，則激活繼電器以將電源重新路由到次級繞組。由于這種情況幾乎是瞬間發(fā)生的，因此繼電器處于恒定的壓力下，來自電機產生的反向電壓，原因是主繞組突然斷電。此外，如果持續(xù)受到壓力，會永久損壞繼電器的觸點。

在附加繼電器的幫助下，電源與電機斷開，系統(tǒng)有10秒的時間將電源重新路由到必要的繞組。這減少了繼電器觸點上的應力并延長了它們的使用壽命。

使用的繼電保護方式：

抑制電容器

當直流電機突然停止時，電機線圈會產生負電流回路，這是由于線圈的電感特性。然而，這可以通過安裝反饋二極管來消除，以提供負電流流動的路徑。

當交流電機通過開關突然停止時，會在開關觸點上產生高電壓。

當電機被告知以相反方向運行時，抑制電容器用于防止繼電器觸點上的高壓積聚。這可以保護繼電器觸點。

第4步：配置接收器

接收器工作在433MHz頻段，Arduino的程序會不斷循環(huán)檢查接收器的信號端口，直到接收到正確的信號。之后Arduino就會激活繼電器1（R1），以便繼電器2（R2）將電源路由到電機。

當從發(fā)送器發(fā)送數據時，接收器以整數形式接收數據。就我而言，使用Arduino的串行監(jiān)視器，我能夠看到接收器能夠接收到的值。使用較高射頻進行通信的主要原因是工作范圍大，即使有一些障礙物阻擋信號，接收器也能接收到信號。這只能通過高頻無線電波來實現。

在我的項目中，我能夠獲得大約30英尺的工作半徑來激活系統(tǒng)。

注意：系統(tǒng)的工作半徑可以通過將一根長導線焊接到接收器模塊中的天線端口來擴大幾英尺。

最終項目照片