手推式堤壩割草機(jī)控制部分智能化改造

作者/嚴(yán)峻，鄂州職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

基金項(xiàng)目：鄂州職業(yè)大學(xué)科研基金項(xiàng)目（2016YBA22）

手推式堤壩割草機(jī)控制部分智能化改造

作者/嚴(yán)峻，鄂州職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

基金項(xiàng)目：鄂州職業(yè)大學(xué)科研基金項(xiàng)目（2016YBA22）

本文以ARDUINO主板為主控，F(xiàn)LYSKY—T6遠(yuǎn)程遙控，在原有割草機(jī)的基本功能基礎(chǔ)上，增加手/自動(dòng)加減速功能，將手動(dòng)操作升級(jí)為自動(dòng)工作，設(shè)計(jì)了一款遠(yuǎn)程遙控的智能調(diào)速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)可適用于所有兩電機(jī)的輪式運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。

ARDUINO；遠(yuǎn)程遙控；智能控制

1. 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)及背景介紹

近年來(lái)，農(nóng)機(jī)行業(yè)發(fā)展雖好于整個(gè)機(jī)械制造業(yè)，但與往年相比，其發(fā)展速度明顯放緩，主要是國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)疲軟、行業(yè)低端產(chǎn)能過(guò)剩、庫(kù)存過(guò)大等造成。我市大部分農(nóng)機(jī)面臨升級(jí)換代的局面，且全面更換成本較高，亦無(wú)法滿足特定工作環(huán)境需求。比如此次改造的手推式堤壩割草機(jī)，應(yīng)使用方要求，惡劣天氣或殘疾人士能遠(yuǎn)距離操控。故以ARDUINO主板為主控，F(xiàn)LYSKY—T6實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，還可添加實(shí)時(shí)影像回傳功能。

1.1 ArduinoUNO主板

Arduino是以單片機(jī)為核心開(kāi)發(fā)的電路板，只需了解外部引腳功能，就能上手開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。不僅是全球流行的開(kāi)源硬件，更是硬件開(kāi)發(fā)的趨勢(shì)，其簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)方式使得開(kāi)發(fā)者更關(guān)注與創(chuàng)意與實(shí)現(xiàn)，可以更快地完成自己的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，大大節(jié)約學(xué)習(xí)成本，縮短開(kāi)發(fā)的周期。Arduino發(fā)展至今，已經(jīng)有了眾多型號(hào)及衍生控制器退出，本文所使用的是目前使用最廣泛的Arduino UNO控制器，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示。

圖1 Arduino UNO控制器

1.2 ArduinoIDE開(kāi)發(fā)平臺(tái)

ArduinoIDE可以在Windows、MacOS和Linux三大系統(tǒng)上運(yùn)行，將常用功能做成庫(kù)函數(shù)封裝，不需要太多單片機(jī)和編程基礎(chǔ)，且各類資料開(kāi)源，其程序的基本結(jié)構(gòu)如下：

2. FLYSKY-T6遠(yuǎn)程遙控

選取富斯出品的FS—T6六通道2.4G可編程AFHDS遙控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可兼容飛機(jī)和直升機(jī)兩種模式。產(chǎn)品及其參數(shù)見(jiàn)圖2所示。

圖2

3. 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路

3.1 FS-T6信號(hào)設(shè)置和硬件電路設(shè)計(jì)

FS—T6使用左右操縱桿和旋鈕C，設(shè)置為CH4、CH2和CH5；Arduino主板的3、5、6號(hào)腳接FS—T6的CH4、CH2、CH5，做輸入用；Arduino主板的9、10號(hào)腳接繼電器AB，做輸出用；繼電器AB分別控制割草機(jī)的左右電機(jī)，實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；Arduino主板的11號(hào)腳接左右電機(jī)，做輸出調(diào)速用；手動(dòng)本地調(diào)速裝置保留，采取串聯(lián)電位器的方式；各級(jí)電源及鎖止裝置。

圖3

3.2 Arduino采集信號(hào)及原理

FS—T6的各通道信號(hào)的變換對(duì)應(yīng)接收器輸出高電平的時(shí)間變化，故使用pulseIn()函數(shù)讀取，再編程控制輸出；pulseIn()函數(shù)讀取的信號(hào)值會(huì)跳變，應(yīng)注意最大、最小的取值點(diǎn)，且中位值為一個(gè)區(qū)間；遙控調(diào)速功能通過(guò)longmap( )函數(shù)改變11號(hào)腳的輸出值來(lái)實(shí)現(xiàn)；割草機(jī)的前進(jìn)后退左右轉(zhuǎn)彎通過(guò)左右電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。

4. 主功能程序

使用FLYSKY—T6三通道遙控實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎、前進(jìn)后退、調(diào)速的主功能程序如下：

/＊Arduino 主板的3號(hào)腳接收通道4信號(hào)，通過(guò)9、10號(hào)腳輸出來(lái)通斷繼電器控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)彎；

Arduino 主板的5號(hào)腳接收通道2信號(hào)，通過(guò)9、10號(hào)腳輸出來(lái)通斷繼電器控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)后退；

Arduino 主板的6號(hào)腳接收通道5信號(hào)，通過(guò)11號(hào)腳輸出來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速；＊/

5. 結(jié)語(yǔ)

手推式堤壩割草機(jī)控制部分智能化改造，采用遠(yuǎn)程和在地調(diào)速方式，以Arduino 主板為控制核心，結(jié)合FS—T6遙控，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、遠(yuǎn)距離、高穩(wěn)定性的控制效果。

＊ [1] 蔡睿妍. Arduino的原理及應(yīng)用[J]. 電子設(shè)計(jì)工程. 2012(16)

＊ [2]鄭文鐘. 國(guó)內(nèi)外智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備發(fā)展現(xiàn)狀[J].《現(xiàn)代農(nóng)機(jī)》，2015.06

＊ [3] 趙剡水.關(guān)于開(kāi)展智能農(nóng)機(jī)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的建議[J].《中國(guó)科技產(chǎn)業(yè)》2016.04