e-Wheelchair DCMotor 12-24V Driver Arduino Board V1.7

Board Arduino DCMotor Dual BTS7960 Driver V1.7 
รองรับการควบคุมด้วย Joy Analog + ผ่านมือถือทาง Bluetooth (อุปกรณ์เสริม) 

หมายเหตุ !!  สินค้าจำหน่ายในรูปแบบผลิตภัณฑ์สำเร็จพร้อมนำไปใช้งานได้เลย  หากต้องการ วงจร หรือ โค้ด ตัวอย่าง เพื่อนำไปพัฒนา ต่อยอด ได้ด้วยตัวเอง ย้ำว่า โปรดศึกษาพัฒนาด้วยตัวเอง 

   รุ่นนี้เป็นรุ่นปรับปรุงระบบภาคจ่ายไฟให้มีประสิทธิภาพดีขึ้น พร้อมกับติดตั้งฟิวส์บนบอร์ด เพื่อช่วยป้องกันกระแสเกิน และพัฒนาระบบ ให้เน้นควบคุมทิศทางด้วย จอยอนาล็อค เป็นรุ่นปรับปรุงโปรแกรม และวงจรใหม่ ให้ทำงานนิ่มนวลขึ้น มีไฟโชว์ แสดงสถานะการทำงานของระบบ รองรับมอเตอร์ ใช้งานข้างละ 200-250W  เหมาะใช้งาน ระบบ 12V หากจะนำไปใช้งาน 24V แนะนำติดตั้งพัดลมช่วยระบายความร้อนบอร์ด BTS7960 หรืออัพไปใช้บอร์ดควบคุม  ERC-10CH  ต่อรวมกับ Motor Driver ที่รองรับการใช้งานกระแสสูงได้ตามต้องการ จะเหมาะสมกับการใช้งานมากกว่า

   **** ชุดไมโครคอลโทรเลอร์ ทำแบบถอดได้ ซึ่งเป็น Socket  เหมาะสำหรับ นักเรียน นักศึกษา และ นักวิจัยพัฒนา ที่ต้องการไปออกแบบ ทดลองเรียนรู้ เขียนโปรแกรมพัฒนาต่อยอดเองได้  มีวงจรให้ สะดวกโดยไม่ต้องไปเสียเวลาไปออกแบบวงจรทำ PCB ใหม่.... 

    บอร์ดนี้สั่งงานควบคุม ด้วย Arduino ซึ่งผู้ใช้สามารถพัฒนา ต่อยอดเขียนโปรแกรมได้เอง ในอนาคต เพราะไมโครคอลโทรลเลอร์ ประเภทนี้ ใช้งานกว้างขวาง และเป็นที่นิยม... 
 

รายละเอียดสเปคอุปกรณ์ และหลักการออกแบบ และทำงาน : 

ควบคุมด้วย Arduino ควบคุมได้ทั้ง JOY Analog 


      
 

รายละเอียดของ Arduino NANO

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

แนวทางหลักการออกแบบวงจร 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 แต่บอร์ดไดว์ก็ต้องรองรับความถี่ที่ใช้งานด้วยเช่นกัน)

 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...
 

รายละเอียด Port การต่อใช้งาน :

     BATTERY VIN : ไฟแบตเข้า 12V-24V แนะนำ 12-20Ah เพราะมอเตอร์ 2 ตัวกินกระแส Peak รวม 20A กว่า  (ระวังบวก - ลบ ให้ถูกต้อง )  

    Motor - L : มอเตอร์ซ้าย สามารถสลับสายได้ หาก ทิศทางการหมุนไม่ถูกต้อง

    Motor - R : มอเตอร์ขวา สามารถสลับสายได้ หาก ทิศทางการหมุนไม่ถูกต้อง

    JOY ANALOG INPUT : สำหรับต่อกับ จอยอะนาล็อก สายใช้งาน (ทิศทางไปด้านหน้า ให้อ้างอิง สายออก ด้านบน)
   
        แดง : บวก 5V ,  ดำ : กราวด์  , น้ำเงิน : X  ,  เหลือง : Y

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

    Opreration Indicator :  เป็นหลอดไฟแสดง สถานะการเคลื่อนที่ เดินหน้า ถอยหลัง และ เลี้ยว

*** กรณีต้องการควบคุมแบบไร้สายผ่านมือถือผ่าน Blutooth นั้น Board Arduino DCMotor Dual Driver V1.7 รุ่นนี้ได้ออกแบบรองรับไว้แล้ว โดยใช้ Blutooth Module HM-10 ซึ่งรองรับการใช้งานทั้ง IOS และ Android โดยใช้ Free App ArduinoBlue ในการควบคุม ส่วนรายละเอียดข้อมูลการต่อใช้งานศึกษาจากข้อมูลด้านล่างนี้ได้ต่อไป

ข้อควรระวัง  :  ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขั้วไฟเข้า บวก ลบ ถูกต้อง / สายมอเตอร์ห้ามช็อตกัน   และควรปรับวอลุ่มตั้งค่า ลิมิตกระแสใช้งานปกติที่ 20A  หากเกินนี้ ต้องติดพัดลมระบายอาการ ให้แผงไดวเวอร์ด้วย ซึ่งหากร้อนและกระแสสูงมากๆ ไดวเวอร์จะเสียหาย และทำงานไม่สเถียรได้...

    A4 :  สำหรับเลือกโหมดการทำงานว่าจะใช้ Joy Analog หรือ Buetooth ควบคุม ถ้าต้องการใช้ Bluetooth ควบคุม ให้ จั้มลง GND

    A5 :  BT-Y เป็นขาส่งข้อมูลสำหรับเชื่อมต่อกับขา RX ของ Bluetooth

    A6 :  BT-X เป็นขารับข้อมูลสำหรับเชื่อมต่อกับขา TX ของ Bluetooth




 รายละเอียดข้อมูล Bluetooth V4.0 CC2541 HM-10 Bluetooth 4.0 BLE module with logic level translator
   
   

   รุ่นนี้เป็น Bluetooth 4.0 เป็น Bluetooth รุ่นใหม่ มีฟังก์ชันประหยัดไฟ และความสามารถใหม่ ๆ ที่ดีกว่า Bluetooth รุ่นก่อนนี้สามารถวัดความแรงของสัญญาณออกมาคำนวนเป็นระยะห่างจากอุปกรณ์ได้ ด้วยความสามารถใหม่ ๆ ที่มีใน

  bluetooth 4.0 นี้ ก่อนซื้อไปใช้งาน ควรตรวจสอบอุปกรณ์ที่ใช้งานด้วยว่า อุปกรณ์ที่นำไปใช่งานร่วมกับโมดูล Bluetooth 4.0 นี้ รองรับการใช้งานร่วมกับ Bluetooth 4.0 ถ้าเป็น Android คือรุ่น 4.3 ขึ้นไป สำหรับ IOS คือรุ่น IOS7 ขึ้นไป

รหัสผ่าน 000000 / 123456
คุณสมบัติของอุปกรณ์ Bluetooth 4.0 BLE
- เชื่อมต่อสื่อสาร รับ-ส่งข้อมุลสูงสุด 110 เมตรในพื่นที่โล่ง
- ใช้ความถี่ 2.4GHz
- Modulation : GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying)
- Sensitivity : - อัตราการรับส่ง : Asynchronous 6 kbps, Synchronous 6kbps
- ความปลอดภัยในการรับส่ง : Authentication and encryption
- Support Service : Central Peripheral UUID FFE0, FFE1
- Power consumption : โหมด sleep อัตโนมัติ และ โหมด stand by กินกระแสอยู่ที่ 400 ไมโครแอมป์ ถึง 1.5 มิลลิแอมป์, ขณะรับส่งข้อมูล กินกระแส 8.5 มิลลิแอมป์
- ไฟเลี้ยงโมดูล : +3.3VDC 50 มิลลิแอมป์
- ขนาด : 26.9mm x 13mm x 2.2mm
- Bluetooth Certification : ROHS REACH BQB

 

พิเศษ !!!  แนวทางสำหรับ นักพัฒนาระบบควบคุมสั่งงานควบคุมด้วยมือถือ ผ่านช่องทาง Bluetooth เพื่อประยุกต์ใช้งานอื่นๆ 

  
  

Mode App ArduinoBlue มีหลายโหมดการควบคุมเท่าที่ทดสอบ แนะนำโหมด Tilt Control นี้ที่ควบคุมใช้งาน ได้เสถียรสุดแล้ววว 



ตัวอย่าง Code Program ส่งข้อมูลด้วย App ArduinoBlue เชื่อมต่อกับ Bluetooth Module HM10 โดยใช้ Arduino Nano ทำหน้าที่แปลงข้อมูลที่ส่งมาจาก HM10 เป็น Anoalog Output ส่งไปให้ Motor Driver เพื่อควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ผ่านมือถือได้ต่อไป เป็นต้น.....

/*
ArduinoBlue example code to demonstrate the features of the app.
*/

#define X_Out 9
#define Y_Out 10
#include <SoftwareSerial.h>
#include <ArduinoBlue.h>

const unsigned long BAUD_RATE = 9600;

// The bluetooth tx and rx pins must be supported by software serial.
// Visit https://www.arduino.cc/en/Reference/SoftwareSerial for unsupported pins.
// Bluetooth TX -> Arduino D8
const int BLUETOOTH_TX = 8;
// Bluetooth RX -> Arduino D7
const int BLUETOOTH_RX = 7;
int prevThrottle = 49;
int prevSteering = 49;
int XIN,YIN,Y, X,X_Value,Y_Value;

SoftwareSerial bluetooth(BLUETOOTH_TX, BLUETOOTH_RX);
ArduinoBlue phone(bluetooth); // pass reference of bluetooth object to ArduinoBlue constructor

// Setup code runs once after program starts.
void setup() 

{
  TCCR1B = TCCR1B & 0b11111000 | 0x01;    // PIN 9,10    0x01 = 31Khz 
  pinMode (Joy_X,INPUT);
  pinMode (Joy_Y,INPUT);
  pinMode (X_Out,OUTPUT);
  pinMode (Y_Out,OUTPUT);
    // Start serial communications.
    // The baud rate must be the same for both the serial and the bluetooth.
//    Serial.begin(BAUD_RATE);
    bluetooth.begin(BAUD_RATE);
    delay(100);

    Serial.println("setup complete");
}

// Put your main code here, to run repeatedly:
void loop() 
{
    // Throttle and steering values go from 0 to 99.
    // When throttle and steering values are at 99/2 = 49, the joystick is at center.
    
    Y = phone.getThrottle();
    X = phone.getSteering();

    X_Value = map(X,0,99,0,255);
    Y_Value = map(Y,0,99,0,255);

    analogWrite(X_Out,X_Value);
    analogWrite(Y_Out,Y_Value);
    
   Serial.print("Y-AXIS: "); Serial.print(Y_Value); Serial.print("\tX-AXIS: "); Serial.println(X_Value);
   delay(100);
}

++++ ข้อมูลบอร์ดขับมอเตอร์ BTS7960B H-Bridge Motor Driver 6-27V 43A   

ควรติดตั้ง ในที่อากาศถ่ายเท หรือติดพัดลมระบายความร้อน และจากการใช้งานจริงล้อใหญ่จะกินกระแสสูงกว่าล้อเล็ก Driver รุ่นนี้ไม่ค่อยเหมาะ กับแรงดัน 24V เพราะถ้าร้อนจะเสียง่าย  ถ้าล้อใหญ่โหลดหนัก แนะนำใช้ 12V เท่านั้น !!




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

  รองรับการต่อ Motor Driver ภายนอก เช่น 12-36Vdc 200A (H-Bridge DC Motor Drive) 

   สำหรับกรณีต้องการ ขับมอเตอร์ระดับกระแสพีค 200A ก็สามารถขับได้ ด้วยการใช้ Driver พิกัด 12-36Vdc 200A (H-Bridge DC Motor Drive) ต่อภายนอก แบบง่ายๆ ด้วยการใช้สัญญาณจากบอร์ดหลักนั่นเอง !!

 

 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