e-Wheelchair DCMotor Driver Arduino Board V1.3

Board Arduino DCMotor Dual Driver V1.3 (ควบคุมได้ทั้ง Joy Analog และ SW)

   ควบคุมทิศทางด้วยจอยอนาล็อคและสวิทช์ เป็นรุ่นปรับปรุงโปรแกรม และวงจรใหม่ ให้ทำงานนิ่มนวลขึ้น รองรับมอเตอร์ ใช้งานข้างละ 200W ระบบ 12V เท่านั้น !!

    บอร์ดนี้สั่งงานควบคุม ด้วย Arduino ซึ่งผู้ใช้สามารถพัฒนา ต่อยอดเขียนโปรแกรมได้เอง ในอนาคต เพราะไมโครคอลโทรลเลอร์ ประเภทนี้ ใช้งานกว้างขวาง และเป็นที่นิยม 

รายละเอียดการต่อใช้งาน :

    BATTERY VIN : ไฟแบตเข้า 12V แนะนำ 20Ah ขึ้นไปเพราะมอเตอร์ 2 ตัวกิน Peak 20A  ไม่แนะนำไปใช้กับระบบ 24V  เพราะไดวเอร์จะร้อน และ เสียหายง่าย 
(ระวังบวก - ลบ ให้ถูกต้อง)  

     Motor - L : มอเตอร์ซ้าย สามารถสลับสายได้ หาก ทิศทางการหมุนไม่ถูกต้อง

    Motor - R : มอเตอร์ขวา สามารถสลับสายได้ หาก ทิศทางการหมุนไม่ถูกต้อง

    JOY ANALOG INPUT : สำหรับต่อกับจอยอะนาล็อก สายใช้งาน (ทิศทางไปด้านหน้า ให้อ้างอิง สายออก ด้านขวา)
   
        แดง : บวก 5V ,  ส้ม : กราวด์  , ดำ : X  ,  น้ำตาล : Y

    JOY STICK /SW INPUT :  สำหรับการต่อควบคุมการเคลื่อนที่แบบ สวิทช์กด หรือ จอยแบบสวิทช์ ก็จะประหยัดดว่า แต่การควบคุม สู้ Joy Analog ไม่ได้ โดยสวิทช์จะทำงานแบบ Active  "High" (หากสะดวก แนะนำใช้ JOY Analog ก็จะดีกว่า ควบคุมได้ดีกว่า)


    VR Speed Adjust :  สำหรับต่อกับขากลาง VR 5K เพื่อปรับ Speed Limit ความเร็ว และกระแส ไม่ให้บอร์ดกินเกิน 20A เนื่องจาก ไดวเวอร์ รองรับกระแส ใช้งานต่อเนื่องได้สบายๆ ไม่ร้อนที่ 10A หากใช้งานกระแสสูงกว่านี้ ควรติดตั้งพัดลม ระบายความร้อนให้ ไดวเวอร์ทั้ง 2 ตัว


    A4 / A5 / A6 :  ยังไม่ได้เปิด ใช้งาน สำหรับรองรับการพัฒนาต่อไป

ข้อควรระวัง  :  ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขั้วไฟเข้า บวก ลบ ถูกต้อง / จัมเปอร์เลือก แรงดัน ถูกต้อง / สายมอเตอร์ห้ามช็อตกัน   และควรปรับวอลุ่มตั้งค่า ลิมิตกระแสใช้งานปกติที่ 20A  หากเกินนี้ ต้องติดพัดลมระบายอาการ ให้แผงไดวเวอร์ด้วย ซึ่งหากร้อนและกระแสสูงมากๆ ไดวเวอร์จะเสียหายได้...




รายละเอียดสเปคอุปกรณ์หลักๆ : 

ควบคุมด้วย Arduino ควบคุมได้ทั้ง JOY Analog และ SW Button 


      
 

รายละเอียดของ Arduino NANO

    รูปแบบนี้ จะเขียนโปรแกรม สั่งควบคุม บอร์ดขับมอเตอร์ โดยเราสามารถ พัฒนา ควบคุมรอบความเร็ว หรือ รูปแบบการทำงานได้ตามต้องการ โดยรับคำสั่งจาก สวิทช์  จอยโยกอนาล็อค หรือ แม้แต่พัฒนา ต่อยอดให้สามารถควบคุมได้ ด้วยเซนเซอร์กล้ามเนื้อ (EMG Muscle Sensor Module) ต่อไป... 

หลักการออกแบบวงจร และ เขียนโปรแกรม




    
  อันดับแรกต้องเข้าใจการทำงานพื้นฐานของ JOY Analog ว่า ทำงานอย่างไร ให้ O/P ออกมาเป็นอะไรค่าเท่าไร คือถ้าให้อธิบายง่ายๆ หลักการทำงานของ Analog Joy ทั่วไปก็คือ VR หรือ ความต้านทานปรับค่าได้ แบบ 2 แกน 2 ตัว นั่นล่ะ โดยการป้อนแรงดันเข้าไป 5V ทั้ง 2 ตัวอยู่ คนละแกน X และ Y แรงดันที่ได้ ก็คือ 0 - 5V นั่นเองซึ่ง แรงดันนี้ เมื่อไป ถอดค่าโดย ใช้คำสั่งโค้ด analogRead ก็จะได้ค่าทาง Analog ออกมาเป็น 0 -1023 นั่นเอง ตามรูป ด้านบน เราก็แค่ นำค่านี้ที่ได้ ไปเขียนโปรแกรมโดยผ่าน Function PWM ผมจะใช้คำสั่ง นี้เพื่อให้ได้ ความถี่ที่ 31.3 kHz  เพื่อจะได้ไม่มีเสียงความถี่หอนออกมาอเตอร์ ให้เราได้ยิน (แต่เขาว่า ความถี่ระดับนี้ หมามันได้ยินน่ะ ฮ่าา)

 TCCR1B = TCCR1B & 0b11111000 | 0x01;    //PIN 9,10          490.20 Hz   <--DEFAULT     0x01 = 31372.55 KHz
 TCCR2B = TCCR2B & 0b11111000 | 0x01;   // PIN 3,11          490.20 Hz  <--DEFAULT      0x01 = 31372.55 KH

    เมื่อทราบแล้ว ว่า ค่าของ Joy Analog ออกมา 0 -1023 เราก็นำค่านี้ ไปแปลงเป็นค่า PWM O/P คือ 0 -255 ป้อนสู่ บอร์ดไดว์มอเตอร์ ต่อไปนั่นเอง ด้วยคำสั่ง analogWrite โดย Map ค่าของ Joy กับค่าของ PWM O/P ให้ สัมพันธ์กัน และ สมูท ราบลื่นที่สุดนั่นเอง นี่ล่ะ หัวใจ ของ รถวิลแชร์นั่นล่ะ ทราบแล้วก็จัดไป  แต่จอยคงบคุมที่ผมใช้นั้นจะเป็นแบบ HallSensor แบบแม่เหล็ก ซึ่งจะทนและเสถียรกว่าแบบ VR จะให้ค่า Output ในย่าน 100 - 900 หาก และหากไม่อยากเสียเวลา คิดมาก ก็จัดไปลองใช้งานกันดูน่ะครับผม...

ข้อมูลบอร์ดขับมอเตอร์ BTS7960B H-Bridge Motor Driver 6-27V 43A   
(การทดสอบใช้งานจริง เหมาะกับระบบ 12V เท่านั้น !!  ควรติดตั้ง ในที่อากาศถ่ายเท หรือติดพัดลมระบายความร้อน )




Features:

This driver uses Infineon chips BTS7960 composed of high-power drive full H-bridge driver module with thermal over-current protection. Double BTS7960 H-bridge driver circuit, with a strong drive and braking, effectively isolating the microcontroller and motor driver! High-current 43A

Specification:

*Double BTS7960 large current (43 A) H bridge driver;

*5V isolate with MCU, and effectively protect MCU;

*5V power indicator on board;

*Voltage indication of motor driver output end;

*Can solder heat sink;

*Just need four lines from MCU to driver module (GND. 5V. PWM1. PWM2);

*Isolation chip 5 V power supply (can share with MCU 5 V);

*Able to reverse the motor forward, two PWM input frequency up to 25kHZ;

*Two heat flow passing through an error signal output;

*Isolated chip 5V power supply (can be shared with the MCU 5V), can also use the on-board 5V supply;

*The supply voltage: 5.5V to 27V

 กรณีลูกค้า ต้องการ นำไปควบคุม DCMotor หรือ HubMotor โดยควบคุมผ่านกล่องควบคุม ของมอเตอร์นั้นๆ โดยใช้จอยสั่งการ เช่น แบบมอเตอร์ 2 ตัว หรือ 4 ตัว เป็นต้น  ก็สามารถแจ้ง เข้ามา เพื่อ ออกแแบบให้ ตามลูกค้าต้องการได้ .... 

 กรณี ต้องการไป ทำรถเคลื่อนที่ ไร้สาย เช่นรถตัดหญ้า ก็ สามารถ ประยุกต์ได้โดยการใช้วิทยุบังคับ