ชุดทดลองควบคุมมอเตอร์ Elektor พร้อม Maker Pi RP2040

หมายเหตุ: คู่มือนี้เขียนและสร้างอย่างดีโดย Elektor พร้อมโปรเจ็กต์ตัวอย่าง 52 โปรเจ็กต์โดยพิจารณาจากส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ที่มีให้

มอเตอร์ไฟฟ้านั้นสามารถพบได้ในอุปกรณ์เครื่องใช้ต่างๆภายในบ้านและรอบๆตัวเรา ซึ่งตัวควบคุมมอเตอร์นั้นได้ถูกใช้เพื่อทำให้มั่นใจในการควบคุมความเร็วหรือทิศทางการหมุนของมอเตอร์ที่สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมอเตอร์ไฟฟ้านั้นสามารถแบ่งออกได้เป็น มอเตอร์กระแสตรง หรือ มอเตอร์กระแสสลับ ขึ้นอยู่กับประเภทของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ควบคุม มอเตอร์กระแสตรงเป็นประเภทที่ถูกใช้งานมาอย่างยาวนานและได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลาย โดยนักพัฒนาอิเล็กทรอนิกส์ในบ้าน โรงเรียนหรือห้องปฏิบัติการ เครื่องพิมพ์ กล้องถ่ายรูป หุ่นยนต์ และเครื่องจักร CNC ในการใช้งานของผู้บริโภค เชิงพาณิชย์ และอุตสาหกรรมใช้มอเตอร์กระแสตรงบางประเภท ในทางกลับกันมอเตอร์กระแสสลับนั้นได้ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆภายในบ้านจำนวนมาก เนื่องจากสามารถจ่ายไฟจากเต้ารับกระแสสลับได้โดยตรง

บอร์ด Maker Pi RP2040 จาก Cytron นั้นได้ใช้ตัวประมวลผลอย่าง RP2040 ซึ่งเป็นตัวประมวลขั้นสูง และได้ถูกพัฒนาขึ้นมาสำหรับแอปพลิเคชั่นที่มีการควบคุมมอเตอร์เป็นหลัก บอร์ดนี้ได้มาพร้อมกับฮาร์ดแวร์ที่ไว้ควบคุมมอเตอร์กระแสตรง แบบแปรงถ่าน 2 ช่อง พอร์ตเซอร์โวมอเตอร์ 4 พอร์ต และ Grove I/O อีก 7 พอร์ต ทำให้เป็นแพลตฟอร์มที่เหมาะสำหรับการนำไปประยุกต์ใช้งานต่างๆอย่างหุ่นยนต์เคลื่อนที่ สำหรับการควบคุมแขน หรือการใช้งานประเภทอื่นที่ต้องการควบคุมมอเตอร์และมีการตอบสนองอย่างแม่นยำ

หนังสือโปรเจ็กต์นี้ถูกเขียนโดย Dogan Ibrahim เป็นนักเขียนชื่อดัง Elektor โดยภายในหนังสือนั้นประกอบไปด้วยโปรเจ็กต์มากกว่า 50 โปรเจ็กต์ที่ใช้ LED, Buzzer, หน้าจอ OLED, ADC Converter, Ultrasonic, PWM และควบคุมอุณหภูมิและความชื้น บทหลักนั้นได้ครอบคลุมเรื่องการควบคุมมอเตอร์กระแสตรง การควบคุมมอเตอร์เซอร์โว และการควบคุมสเต็ปมอเตอร์โดยใช้บอร์ดพัฒนาอย่าง Maker Pi 2040 แต่ละโปรเจ็กนั้นมีความสร้างสรรค์และให้ความรู้ที่เข้าใจได้ง่าย

52 โปรเจ็กภายในเล่ม

Simple LED Projects:

• Flashing LED light
• Flashing SOS signal
• ON/OFF All LED lights 
• Binary counting LED light
• Rotating LED light
• Randomly flash LED lights 
• Rotating LED light with push button control
• Reaction timer
• Two-player interactive game
• Using RGB LEDs onboard – shows different colors
• Using the RGB LEDs on the board – both RGB LEDs flash randomly

Simple Buzzer Projects:

• Playing the middle C tone
• Using a Buzzer as an audio indicator
• Play a melody – Happy Birthday
• Frequency sweep

Using an OLED display:

• Displaying text on OLED
• Show general shape
• Seconds counter
• Drawing bitmap

Using an analog-to-digital converter:

• Voltmeter
• Measurement of temperature
• ON/OFF Temperature control
• ON/OFF Temperature control with OLED Display
• Measurement of ambient light intensity
• Ohmmeter

Pulse Width Modulation (PWM):

• Generates waveform 1000 Hz PWM with 50% duty cycle
• Changing the brightness of the LED
• Alarm sound on buzzer
• Electronic organ

Ultrasonic sensor projects:

• Ultrasonic distance measurement
• Ultrasonic distance measurement displayed on OLED
• Measuring the water level in the tank
• Ultrasonic reverse parking assistance system with buzzer sound

Temperature and Humidity Relative:

• Measuring Temperature and Humidity relative
• Measured Temperature and Humidity relative displayed on the OLED

DC Motor Control Projects:

• Controlling DC motor ON/OFF
• Two-speed DC motor speed control
• Changing the motor speed
• Uses two DC motors
• Changing the direction of the motor
• Motor control using LDR
• Motor control with Magnetic reed switch
• Displaying the speed of a DC motor – Using a rotary encoder
• Displaying DC motor speed on OLED – Using a rotary encoder
• Motor time response with encoder
• Measuring and displaying motor speed using interrupts
• Motor speed control Proportional + Integral + Derivative (PID)

Servo motor control projects:

• Servo motor control – rotates to 0, 90 and 180 degree positions
• Two Servo motors control  – rotates to 0, 90 and 180 degree positions.
• Ultrasonic sonar

Stepper Motor Control Projects:

• Basic Stepper Motor Control
• Thermometer with dial

• Maker Pi RP2040 Development Board
  • 1x Maker Pi RP2040
  • 4x Grove to Female Header Cable
  • 1x Mini Screwdriver
  • 1x Silicone Rubber Feet (Pack of 4)
• Electronic Parts
  • 3 x 1kΩ resistor
  • 1 x 10kΩ resistor
  • 1 x 12kΩ resistor
  • 1 x 470Ω resistor
  • 1 x LED
  • 1 x Relay (3V/10A)
  • 1 x LDR (10kΩ)
  • 40 x Male-Male Jumper Wires
  • 1 x Breadboard
• Sensors
  • 1 x TMP36 (temperature)
  • 1 x DHT11 (temperature and humidity)
• Modules
  • 1 x 5V Stepper Motor with ULN2003 Driver
  • 1 x HC-SR04 (ultrasonic)
  • 1 x SSD1306 (I²C OLED)
  • 1 x KY-021 (reed switch)
  • 1 x DC motor (brushed, miniature, 3V, 12 krpm)
  • 1 x SG90 (servo motor)
• Project Book (191 pages)

• Contents_Motor Control Development Kit
• Software_Motor Control Development Kit