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Contrôler le sens et la vitesse d'un moteur à courant continu (CC) par réception d'une valeur entière sur le port Série depuis la fenêtre Terminal.

Par X. HINAULT - Page créée le : 5/2/2011.

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  1.   1.  Présentation
  2.   2.  Matériel Nécessaire
    1.   2.1  L'espace de développement Arduino
    2.   2.2  Le matériel suivant pour réaliser le montage associé
  3.   3.  Instructions de montage
  4.   4.  Le schéma théorique du montage
  5.   5.  Le circuit du montage
  6.   6.  Fonctionnement du programme
    1.   6.1  Structure globale du programme
    2.   6.2  Déroulement du programme
  7.   7.  Explication du programme
    1.   7.1  Au niveau de la fonction d'initialisation setup( ) :
    2.   7.2  Au niveau de la boucle principale, la fonction loop ( ) :
  8.   8.  Mise en oeuvre du programme
    1.   8.1  Préparation du montage et programmation de la carte Arduino :
    2.   8.2  Préparation du Terminal côté PC dans le logiciel Arduino
    3.   8.3  Fonctionnement
  9.   9.  Le programme complet en langage Arduino

1.  Présentation

  • Ce programme permet de contrôler le sens de rotation et la vitesse de rotation d'un moteur à courant continu (CC) par une valeur entière reçue sur le port série depuis la fenêtre Terminal du logiciel Arduino.
  • Ce programme utilise la génération PWM : la valeur reçue devra être comprise entre 0 et 255.
  • Le signe de la valeur reçue déterminera le sens de rotation : + vers l'avant et - vers l'arrière.
  • Ce programme commande le moteur par 3 broches (1 sens AV, 1 sens AR et 1 vitesse (PWM)) et utilise une interface de puissance basée sur le CI tb6612 fng.

Ce programme utilise les fonctionnalités suivantes :

  • Utilise la connexion série vers le PC

Ressources utiles associées à ce programme :

  • La librairie Serial - pour les communications séries entre la carte Arduino et l'ordinateur ou d'autres composants

2.  Matériel Nécessaire

2.1  L'espace de développement Arduino

  • ... pour éditer, compiler le programme et programmer la carte Arduino.

2.2  Le matériel suivant pour réaliser le montage associé

  • une plaque d'essai pour montage sans soudures,
  • des straps,
  • un moto-réducteur CC
  • ou un moteur cc
  • une interface moteur de puissance double driver (basée sur un ci tb6612) ou équivalent

Disponible ici (6 Euros) : http://www.watterott.com/index.php?page=product&info=1339
Plus d'infos ici : Carte double driver de moteur 1A basé sur le CI tb6612fng

3.  Instructions de montage

  • La connexion série vers le PC utilise les broches 0 et 1 (via le câble USB)
  • Broche 3 : la broche PWM de l'interface moteur
  • Broche 4 : la broche IN2 de l'interface moteur
  • Broche 5 : la broche IN1 de l'interface moteur

4.  Le schéma théorique du montage

Le schéma théorique du montage (cliquer pour agrandir)

5.  Le circuit du montage

Le schéma du montage à réaliser (cliquer pour agrandir)

6.  Fonctionnement du programme

6.1  Structure globale du programme

Ce programme simple comprend :

  • une entête déclarative
  • une partie « configuration » qui ne sera exécutée qu'une fois (fonction setup( ) )
  • une partie constituée d'une boucle sans fin que le programme répètera à l'infini ( fonction loop( ) ) : c'est le coeur du programme.

6.2  Déroulement du programme

Le programme se déroule de la façon suivante :

  • Après avoir pris en compte les instructions de la partie déclarative,
  • puis après avoir exécuté la partie configuration ( fonction setup( ) ),
  • le programme bouclera sans fin ( fonction loop ( ) ), exécutant de façon répétée le code compris dans la boucle sans fin.

Le déroulement du programme

7.  Explication du programme

7.1  Au niveau de la fonction d'initialisation setup( ) :

  • On configure en sortie les 3 broches de commande du moteur :
    • broche de vitesse (impulsion PWM)
    • broche de marche avant
    • broche de marche arrière

7.2  Au niveau de la boucle principale, la fonction loop ( ) :

  • on écoute le port série : si une valeur est disponible, elle est lue grâce à une fonction dédiée qui est appelée
  • Une fois la valeur reçue, en fonction de son signe, on déclenche la marche avant ou arrière, ou l'arrêt si la valeur est zéro.
  • La vitesse est modulée par impulsion PWM à l'aide de la valeur absolue de la valeur reçue, avec 255 pour une vitesse maximale.
  • Pour plus de détails, voir le programme

8.  Mise en oeuvre du programme

8.1  Préparation du montage et programmation de la carte Arduino :

  • Commencer par réaliser le montage indiqué sur plaque d'expérimentation
  • Ensuite, programmer la carte Arduino avec ce programme (en bas de page) selon la procédure habituelle

8.2  Préparation du Terminal côté PC dans le logiciel Arduino

  • Côté PC, il faut ouvrir la fenêtre terminal de l'IDE Arduino : pour ce faire, un simple clic sur le bouton « Sérial Monitor ».
  • La fenêtre « Terminal » s'ouvre alors :
  • Il faut alors régler le débit de communication sur la même valeur que celle utilisée par le programme avec lequel nous allons programmer la carte Arduino :

8.3  Fonctionnement

  • Dans la fenêtre Terminal, saisir des valeurs dans le champ de saisie suivi de clic sur <send> :

9.  Le programme complet en langage Arduino

A copier/coller directement dans l'éditeur Arduino


// --- Programme Arduino ---
// Trame de code générée par le générateur de code Arduino
// du site www.mon-club-elec.fr

// Auteur du Programme : X. HINAULT - Tous droits réservés
// Programme écrit le : 5/2/2011.

// ------- Licence du code de ce programme -----
//  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
//  it under the terms of the GNU General Public License as published by
//  the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
//  or any later version.
//  This program is distributed in the hope that it will be useful,
//  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
//  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
//  GNU General Public License for more details.
//  You should have received a copy of the GNU General Public License
//  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.

// ////////////////////  PRESENTATION DU PROGRAMME ////////////////////

// -------- Que fait ce programme ? ---------
 /* Ce programme permet de contrôler le sens de rotation et la vitesse de rotation d'un moteur à courant continu (CC) par une valeur entière reçue sur le port série.
Ce programme utilise la génération PWM : la valeur reçue devra être comprise entre 0 et 255.
Le signe de la valeur reçue déterminera le sens de rotation : + vers l'avant et - vers l'arrière.
Ce programme commande le moteur par 3 broches (1 sens AV, 1 sens AR et 1 vitesse (PWM)) et utilise une interface de puissance basée sur le CI tb6612 fng. */

// --- Fonctionnalités utilisées ---

// Utilise la connexion série vers le PC

// -------- Circuit à réaliser ---------

// La connexion série vers le PC utilise les broches 0 et 1 (via le câble USB)

// Broche 3 : la broche PWM de l'interface moteur
// Broche 4 : la broche IN2 de l'interface moteur
// Broche 5 : la broche IN1 de l'interface moteur

// /////////////////////////////// 1. Entête déclarative ///////////////////////
// A ce niveau sont déclarées les librairies incluses, les constantes, les variables, les objets utiles...

// --- Déclaration des constantes ---

// --- Inclusion des librairies ---

// --- Déclaration des constantes utiles ---

// --- Déclaration des constantes des broches E/S numériques ---

const int VITESSE_MOT1=3; // Constante pour la broche 3
const int AVANT_MOT1=4; // Constante pour la broche 4
const int ARRIERE_MOT1=5; // Constante pour la broche 5

// --- Déclaration des constantes des broches analogiques ---


// --- Déclaration des variables globales ---

 int octetReception=0; // variable de stockage des valeurs reçues sur le port Série
 long nombreReception=0; // variable de stockage du nombre  reçu sur le port Série
 long nombreReception0=0; // variable de stockage du dernier nombre  reçu sur le port Série
 String chaineReception=""; // déclare un objet String vide pour reception chaine


// --- Déclaration des objets utiles pour les fonctionnalités utilisées ---


// ////////////////////////// 2. FONCTION SETUP = Code d'initialisation //////////////////////////
// La fonction setup() est exécutée en premier et 1 seule fois, au démarrage du programme

void setup()   { // debut de la fonction setup()

// --- ici instructions à exécuter 1 seule fois au démarrage du programme ---

// ------- Initialisation fonctionnalités utilisées -------  

Serial.begin(115200); // initialise connexion série à 115200 bauds
// IMPORTANT : régler le terminal côté PC avec la même valeur de transmission


// ------- Broches en sorties numériques -------  
 pinMode (VITESSE_MOT1,OUTPUT); // Broche VITESSE_MOT1 configurée en sortie
 pinMode (AVANT_MOT1,OUTPUT); // Broche AVANT_MOT1 configurée en sortie
 pinMode (ARRIERE_MOT1,OUTPUT); // Broche ARRIERE_MOT1 configurée en sortie

// ------- Broches en entrées numériques -------  

// ------- Activation si besoin du rappel au + (pullup) des broches en entrées numériques -------  

// ------- Initialisation des variables utilisées -------  

// ------- Initialisation des broches utilisées -------  
digitalWrite(VITESSE_MOT1,HIGH); // PWM haut = transparent à l'état des broches IN1/IN2

//---- +/- test des moteurs ----
//digitalWrite(AVANT_MOT1,HIGH), digitalWrite(ARRIERE_MOT1,LOW);; // Test marche avant
//delay (1000);
//digitalWrite(AVANT_MOT1,LOW), digitalWrite(ARRIERE_MOT1,HIGH);; // Test marche arriere
//delay (1000);

digitalWrite(AVANT_MOT1,LOW), digitalWrite(ARRIERE_MOT1,LOW);; // ARRET


} // fin de la fonction setup()
// ********************************************************************************

////////////////////////////////// 3. FONCTION LOOP = Boucle sans fin = coeur du programme //////////////////
// la fonction loop() s'exécute sans fin en boucle aussi longtemps que l'Arduino est sous tension

void loop(){ // debut de la fonction loop()


// --- ici instructions à exécuter par le programme principal ---

//---- code type réception valeur sur le port série ---


//--- réception valeur sur port Série par fonction dédiée ---
        if (Serial.available()==true) nombreReception=recevoirNombre(); // si caractères présents sur port Série appel de la fonction recevoirNombre

        if (nombreReception!=nombreReception0) { // si un nombre a été reçu

                nombreReception=constrain(nombreReception,-255,255); // oblige valeurs entre -255 et +255

                Serial.print("Arduino a recu : ");
                Serial.println(nombreReception);
                nombreReception0=nombreReception; // RAZ nombreReception0


                // gestion des moteurs en fonction de la valeur recue
                if (nombreReception>0) { // si nombre positif

                  digitalWrite(AVANT_MOT1,HIGH), digitalWrite(ARRIERE_MOT1,LOW);; // Marche avant
                  analogWrite(VITESSE_MOT1,nombreReception); // impulsion PWM vitesse

                }

                if (nombreReception==0) { // si nombre =0

                  digitalWrite(AVANT_MOT1,LOW), digitalWrite(ARRIERE_MOT1,LOW);; // Arret moteur
                  digitalWrite(VITESSE_MOT1,LOW); // broche PWM au niveau bas = pas d'impulsion PWM

                }

                if (nombreReception<0) { // si nombre négatif

                  digitalWrite(AVANT_MOT1,LOW), digitalWrite(ARRIERE_MOT1,HIGH);; // Marche arriere
                  analogWrite(VITESSE_MOT1,abs(nombreReception)); // impulsion PWM vitesse - attention valeur positive

                }


        } // fin si nombreReception



} // fin de la fonction loop() - le programme recommence au début de la fonction loop sans fin
// ********************************************************************************


// ////////////////////////// FONCTIONS DE GESTION DES INTERRUPTIONS ////////////////////


// ////////////////////////// AUTRES FONCTIONS DU PROGRAMME ////////////////////

//---- fonction de réception valeur entière sur le port série ---

long recevoirNombre() { // fonction de reception d'un nombre sur le port série

        int octetRecu=0; // variable pour octet recu
        int compt=0; // variable locale comptage caractères reçus
        boolean signe=true; // variable locale signe nombre recu
        long nombreRecu=0; // variable locale nombre recu

        while (Serial.available()>0) { // tant qu'un octet en réception

                octetRecu=Serial.read(); // Lit le 1er octet reçu et le met dans la variable

                if (octetReception==10) { // si Octet reçu est le saut de ligne
                        break; // sort de la boucle while
                }
                else { // si le caractère reçu n'est pas un saut de ligne

                        if ((octetRecu=='-') && (compt==0))signe=false; // si Octet reçu est le - et si c'est le 1er caractère reçu - signe négatif
                        compt=compt+1; // incrémente compt

                        octetRecu=octetRecu-48; // transfo valeur ASCII en valeur décimale

                        // calcul du nombre à partir des valeurs reçues

                        if ((octetRecu>=0)&&(octetRecu<=9)) nombreRecu = (nombreRecu*10)+octetRecu;

                } // fin else if

                delay(1); // pause pour laisser le temps à la fonction available de recevoir octet suivant

        } // fin tant que octet réception

        //----- une fois que le saut de ligne est reçu, on sort du While et on se positionne ici

        if (signe==false) nombreRecu=nombreRecu*(-1); // prise en compte signe négatif

        return(nombreRecu); // renvoie le nombre calculé - type long

} // fin fonction recevoirNombre


// ////////////////////////// Fin du programme ////////////////////


// ////////////////////////// Mémo instructions ////////////////////
// ////////////////////////// Fin Mémo instructions ////////////////////

 
[$[Get Code]]