Yapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, bir eğitim içeriği olup, konuşmacı Arduino Uno kullanarak fırçalı bir DC motorun PID kontrolünü anlatmaktadır.
- Video, PID kontrol sisteminin genel şeması ile başlayıp, Mobucci marka küçük bir DC motorun kontrolüne odaklanmaktadır. İlk bölümde PID kontrolün oransal (Kp), integral (Ki) ve türev (Kd) elemanlarının çalışma prensipleri açıklanırken, ikinci bölümde standart yazılımsal PID kontrol algoritması ve Arduino kodu detaylı olarak incelenmektedir.
- Eğitimde ayrıca IRFZ44N MOSFET ve optik encoder gibi elektronik devrelerin Arduino Uno ile nasıl bağlanacağı, encoder'den gelen sinyallerin nasıl okunacağı ve tankta kullanılması planlanan bu kontrol sisteminin performansı gösterilmektedir. Sistem, yük uygulandığında bile hız değerinin neredeyse sabit kalmasıyla test edilmektedir.
- 00:01PID Kontrol Sistemi Tanıtımı
- Video, Mobucci 130 serisi küçük bir DC motorun PID kontrolünü Arduino Uno ile nasıl yapıldığını anlatıyor.
- PID kontrol şemasında referans girişinden gelen sinyal, sistemden gelen geri besleme ile karşılaştırılarak hata sinyali üretiliyor.
- Üretilen hata sinyali PID kontrol algoritmasına girdi olarak verilerek motor sürücüsü tarafından motor üzerinde 0-8500 RPM arasında dönüş üretiyor.
- 01:47Kullanılan Motor ve Encoder
- Uygulamada Mobuchi marka, Tamiya model tankta kullanılan büyüklükteki bir DC motor kullanılıyor.
- Motorun arkasında optik encoder bulunuyor; metal diskteki yarıklar, infrared LED ve iki foto transistör ile motorun dönüşünü ölçüyor.
- Encoder'da iki çıkış bulunuyor (A ve B) ve bu çıkışlar motorun dönüş yönünü tespit etmek için kullanılıyor.
- 04:01PID Kontrolün Çalışma Prensibi
- PID kontrolörünün girişi karşılaştırıcıdan gelen hata sinyali olup, bu sinyal üç kola ayrılıyor: oransal (KP), integral (KI) ve türev (KD) çıkışlar.
- Oransal eleman anlık hataya tepki verirken, integral eleman geçmiş hataları toplayarak kalıcı hatayı giderir.
- Türev eleman ise sistemin geleceğini tahmin ederek asıl aşımları bastırır ve üç çıkışın toplamı PID kontrol çıkışını verir.
- 06:57Elektronik Devre ve Uygulama
- Uygulamada Arduino Uno kullanılmış, ancak daha güçlü bir mikrodenetleyici (Mega veya Due) daha mantıklı olabilirdi.
- Motor sürücüsü olarak tek yönlü sürüş için bir N tipi IRFZ44N MOSFET kullanılmış, bu MOSFET 5V ile tetiklenebiliyor.
- Motor 12V DC sabit kaynağına bağlanarak, MOSFET'in gate'e uygulanan PWM sinyaline göre çalıştırılıyor.
- 10:32Kontrol ve Yazılım
- Kontrol sisteminde RPM değerleri çıkış olarak kullanılıyor ve giriş değeri ile RPM arasında bir ilişki kurulmuş.
- Yazılımda encoder'den gelen sinyal 20 mikrosaniyede bir kontrol ediliyor ve frekans değeri 50 ile çarpılarak hassaslık sağlanıyor.
- Referans değer analog giriştan okunuyor ve potansiyometre ile ayarlanabiliyor.
- 13:35PID Kontrol Algoritması
- Standart yazılımsal PID kontrol algoritmasında, referans değerden geri besleme çıkarılarak hata değeri hesaplanır.
- Oransal operatörün çıkışını elde etmek için sabit katsayılar kullanılır ve KD ile şimdiki hatadan bir önceki hatanın farkı çarpılır.
- Hesaplanan PID değeri analog çıkışta tanjant alfa hesaplanırken katsayı 0,98 olarak belirlenmiştir.
- 15:08Sistem Uygulaması
- Sistemin arkasında bulunan encoder, motorun dönüşünde aynı frekans üretir ve iki giriş kullanılarak motorun dönüş yönü tespit edilir.
- Motor döndüğünde, oskilloskop ekranında 4400-4500 Hz civarı bir değer okunur ve bu maksimum hız değerine yakın bir değerdir.
- Shaftta yük uygulandığında bile frekans değeri neredeyse değişmez, daha hassas sonuçlar için farklı bir mikrodenetleyici kullanılabilir.
- 16:32Uygulama Amacı
- Bu sistem tankta kullanılması planlanmaktadır.
- Oskilloskop ekranında ölçülen frekans değerinin aynı zamanda hız değerine karşılık geldiği belirtilmiştir.
- Bu sistem istenen devirde tutmaya yardımcı olmaktadır.