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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:徐浤毅
研究生(外文):Shiu, Hungyi
論文名稱:直流馬達轉速無線控制系統
論文名稱(外文):The Wireless Speed Control System For DC Motors
指導教授:顏勝湟顏勝湟引用關係
指導教授(外文):Yen, Shenghuang
口試委員:顏勝湟陳威良梁明正
口試委員(外文):Yen, ShenghuangChen, WeiliangLiang, Mingcheng
口試日期:2012-07-31
學位類別:碩士
校院名稱:義守大學
系所名稱:機械與自動化工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:69
中文關鍵詞:無線轉速控制DC馬達變動負載時間延遲
外文關鍵詞:wireless speed controlArduinoDC motorvariant loadtime delay
相關次數:
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本論文以Arduino Duemilanove標準板做為DC馬達控制平台連接馬達控制板、編碼器,並以無線模組和主控電腦連結,主控電腦端以Visual Basic編寫IF-THEN控制規則庫,並經由連接的無線模組接收Arduino傳送來的轉速訊號結合馬達承受之阻力資訊,並且考慮無線模組延遲時間的調整,以判斷所需增減的電壓訊號,主控電腦將此訊號經由無線模組發送到Arduino的無線模組接收,Arduino據以調整輸送到馬達控制板的電壓,以達到在變動負載下無線控制DC馬達轉速的目的。本研究可探討在變動負載下須維持定速條件的DC馬達驅動無線控制問題,例如生產線無人搬運車、摩天輪和旋轉木馬等。
This thesis used Arduino Duemilanove standard board as the platform to connect the motor control board and the rotary encoder and to communicate with the host computer wirelessly through the wireless module. The host computer received the rotational speed information from the Arduino board wirelessly. It utilized the encoder signal, the load variance and wireless time delay to decide the necessary voltage regulation by using the VB IF-THEN rule base. The host computer transmitted the regulation signal to Arduino board wirelessly. The Arduino board regulated the voltage delivered to the motor control board to control the rotational speed of the DC motor. Under the variant load condition, the purpose of motor speed maintenance was accomplished.
This research discussed the topic of the wireless speed control problem of DC motors which may apply to the cases, such as the AGV of a product line, Ferris wheel and merry-go-round, etc.

中文摘要3
英文摘要4
誌謝5
目錄6
圖目錄9
表目錄12
第一章 緒論
1-1 研究背景與動機13
1-2 研究方法14
1-3 論文架構14
1-4 文獻回顧15
第二章 控制平台架構
2-1 平台架構16
2-2 系統控制流程17
2-3 Arduino 18
2-3-1 Arduino特性19
2-3-2 Atmel ATMEGA328 單晶片20
2-4 直流馬達和輪胎21
2-5 馬達控制板23
2-6 無線控制模組25
2-6-1 RF模組25
2-6-2 紅外線26
2-6-3 藍芽26
2-6-4 ZigBee 26
2-6-5 使用的無線模組27
2-7 負載感測計28
2-8 轉速編碼器30
第三章 軟硬體設定
3-1 整體設定34
3-2 Arduino設定35
3-3 馬達端硬體設定36
3-3-1 軟體設定39
3-4 電腦端無線通訊設定40
3-5 負載感測硬體設定40
3-5-1 軟體設定43
第四章 實驗過程與結果
4-1 實驗說明46
4-2 實驗項目說明與原理47
4-3 實驗結果48
4-3-1 模擬輪胎轉速48
4-3-2 模擬摩天輪轉速56
第五章 結論與未來展望
5-1 結論61
5-2 未來展望62
參考文獻63
附錄一65
附錄二68
圖目錄
圖2-1 受控端馬達轉速平台16
圖2-2 負載感測計17
圖2-3 流程簡圖18
圖2-4 ATMEGA晶片內部方塊圖20
圖2-5 直流馬達和輪胎組22
圖2-6 馬達控制板24
圖2-7 APC220無線模組28
圖2-8 FSR-402實體29
圖2-9 FSR-402結構圖29
圖2-10 轉速編碼器原理31
圖2-11 二進位碼編碼32
圖2-12 格雷碼編碼32
圖2-13 自製光轉速編碼器33
圖3-1 整體架構圖34
圖3-2 Arduino使用程序35
圖3-3 裝置管理員顯示Arduino的連接埠36
圖3-4 開發環境設定連接埠36
圖3-5 轉速編碼器內部電路圖37
圖3-6 L298N內部電路圖38
圖3-7 L298N腳位38
圖3-8 原廠FRS分壓電路圖40
圖3-9 原廠訊號變化圖41
圖3-10 FSR-402接線圖42
圖3-11 開啟Serial Monitor 44
圖3-12 負載監測測試數據45
圖4-1 無負載的轉速與時間圖48
圖4-2 無負載的增減電壓與時間圖49
圖4-3 無負載的負載與時間圖49
圖4-4 固定負載的轉速與時間圖第一組50
圖4-5 固定負載的增減電壓與時間圖第一組51
圖4-6 固定負載的負載與時間圖第一組51
圖4-7 固定負載的轉速與時間圖第二組52
圖4-8 固定負載的增減電壓與時間圖第二組52
圖4-9 固定負載的負載與時間圖第二組53
圖4-10 變動負載的轉速與時間圖54
圖4-11 變動負載的增減電壓與時間圖55
圖4-12 變動負載的負載與時間圖55
圖4-13 摩天輪模擬平台56
圖4-14 無負載的轉速與時間圖(摩天輪)57
圖4-15 無負載的增減電壓與時間圖(摩天輪)57
圖4-16 無負載的負載與時間圖(摩天輪)58
圖4-17 變動負載的轉速與時間圖(摩天輪)58
圖4-18 變動負載的增減電壓與時間圖(摩天輪)59
圖4-19 變動負載的負載與時間圖(摩天輪)59
表目錄
表2-1 ATMEGA系列單晶片記憶體空間比較21
表2-2 FSR-402規格表30
表2-2 十進位碼、二進位碼、格雷碼之比較32
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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