Sterowanie silnikiem przy pomocy dotykowego ekranu LCD 3.2″

W artykule zostanie przedstawione połączenie i zaprogramowanie ekranu dotykowego, modułu silnika jak i silnika. Przy pomocy ekranu będziemy mogli zmieniać prędkość obrotu oraz włączać silnik.

Spis treści

• Wykorzystane komponenty
• Podłączenie
• Zaprogramowanie
• Wykorzystanie w praktyce

Wykorzystane komponenty

• Dotykowy Wyświetlacz LCD TFT przekątna 3.2″
• Arduino UNO R3 / Mega2560 / Leonardo
• Zasilacz 70W 12V 6A
• L298N – dwukanałowy sterownik silników
• Silnik Wrzeciono 12-24V
• Przewody
• Płytka stykowa

Podłączenie

Podłączenie wyświetlacza do arduino

Podłączenie modułu i silnika

Zaczynamy od zasilania, 5V i GND podłączamy do płytki stykowej, ponieważ będziemy musieli również podłączyć wyświetlacz. Do A Enable (zielony przewód na schemacie) podłączamy 3 odpowiedzialny za PWM. Do pinu IN1 podłączamy z 2, do pinu IN2 podłączamy z 3. Następnie do IN 1 i IN2 podłączamy silnik do IN1 czerwony przewód (+), a do IN2 czarny (-). Ostatnie co robimy to podłączamy zasilanie 12V do pinów 12V i GND. GND podłączamy również z Arduino.

Zaprogramowanie

Tak na prawdę, to tutaj dzieje się najwięcej, ponieważ cała obsługa jest zrobiona przez ekran dotykowy. Obsługą ekranu wzorowałem się na artykule z naszego bloga https://ajmaker.pl/2022/01/20/dotykowe-ekran-lcd-3-2-wykorzystanie-w-praktyce/. Można również pobrać z niego potrzebne biblioteki do wyświetlacza.

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <MCUFRIEND_kbv.h>
#include <TouchScreen.h>
MCUFRIEND_kbv tft; // Stworzenie obiektu pełniącego rolę wyświetlacza
/* Zmienne do obsługi ekranu dotykowego */
uint8_t YP = A1;
uint8_t XM = A2;
uint8_t YM = 7;
uint8_t XP = 6;
/* --------------------------------- */
int16_t BOXSIZE; // zainicjowanie zmiennej służącej nam do tworzenia przycisków
/* Definicja poszczególnym boków ekranu */
uint16_t TS_LEFT = 880;
uint16_t TS_RT  = 170;
uint16_t TS_TOP = 950;
uint16_t TS_BOT = 180;
/* --------------------------------- */
#define MINPRESSURE 20 // Minimalna wartość jaką może odczytać program aby uznać, że dotknęliśmy ekranu
#define MAXPRESSURE 500 // Maksymalna wartość jaką może odczytać program aby uznać, że dotknęliśmy ekranu

#define PWM 3
#define IN1 2
#define IN2 5
/* --------------------------------- */
TouchScreen ts = TouchScreen(XP, YP, XM, YM, 250); // Stworzenie obiektu pełniącego rolę ekranu dotykowego
TSPoint tp; // Stworzenie obiektu do ustalania aktualnego punktu na ekranie
/* przypisanie do nazw kolorów odpowiadających im wartości w systemie szesnastkowym*/
#define  BLACK   0x0000
#define BLUE    0x001F
#define RED     0xF800
#define GREEN   0x07E0
#define CYAN    0x07FF
#define MAGENTA 0xF81F
#define YELLOW  0xFFE0
#define WHITE   0xFFFF

bool mieszanie =  true;
bool pompa = true;
int obroty = 100;
int value = 255;

void setup() {
  Serial.begin(9600); // Rozpoczęcie transmisji szeregowej

  pinMode(PWM, OUTPUT); //ustawienie PWM jako wyjście
  pinMode(IN1, OUTPUT); //ustawienie IN1 jako wyjście
  pinMode(IN2, OUTPUT); //ustawienie IN2 jako wyjście

  analogWrite(PWM, 0); //ustawienie prędkości obrotów

  digitalWrite(IN1, LOW); //ustawienie stanu niskiego na IN1
  digitalWrite(IN2, LOW); //ustawienie stanu niskiego na IN2

  tft.begin(0x9327); // Rozpoczęcie pracy ekranu o id 0x9327 ( odpowiada naszemu modelowi ekranu)
  tft.fillScreen(BLACK); // Wypełnienie ekranu kolorem czarnym
  tft.setRotation(1); // ustawienie rotacji ekranu na poziomą
  tft.setTextColor(WHITE); // Ustawienie koloru tekstu na czarny
  BOXSIZE = tft.height() / 3;
  /*------------kwadraty-które-ułatwią-ustawienie-tekstu-----------*/
  //  tft.fillRect(BOXSIZE * 0, 0, BOXSIZE, BOXSIZE, YELLOW);
  //  tft.fillRect(BOXSIZE * 1, 0, BOXSIZE, BOXSIZE, GREEN);
  //  tft.fillRect(BOXSIZE * 2, 0, BOXSIZE, BOXSIZE, WHITE);
  //  tft.fillRect(BOXSIZE * 3, 0, BOXSIZE, BOXSIZE, MAGENTA);
  //  tft.fillRect(BOXSIZE * 4, 0, BOXSIZE, BOXSIZE, BLUE);
  //  tft.fillRect(BOXSIZE * 4, BOXSIZE, BOXSIZE, BOXSIZE, YELLOW);
  //  tft.fillRect(BOXSIZE * 3, BOXSIZE, BOXSIZE, BOXSIZE, GREEN);
  //  tft.fillRect(BOXSIZE * 2, BOXSIZE, BOXSIZE, BOXSIZE, WHITE);
  //  tft.fillRect(BOXSIZE * 1, BOXSIZE, BOXSIZE, BOXSIZE, RED);
  //  tft.fillRect(BOXSIZE * 0, BOXSIZE, BOXSIZE, BOXSIZE, BLUE);
  /*----------------------------------------------------------------*/
  tft.setTextSize(1); //ustawienie rozmiaru tekstu
  tft.setCursor(10, 35); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("CISNIENIE"); //wyświetlenie tekstu

  tft.setCursor(100, 35); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("0.0 bar"); //wyświetlenie tekstu

  tft.setCursor(255, 55); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("MIESZANIE"); //wyświetlenie tekstu

  tft.setTextSize(2); //ustawienie rozmiaru tekstu
  tft.setTextColor(RED); //ustawienie koloru tekstu
  tft.setCursor(265, 25); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("OFF"); //wyświetlenie tekstu

  tft.setTextSize(1); //ustawienie rozmiaru tekstu
  tft.setTextColor(WHITE); //ustawienie koloru tekstu
  tft.setCursor(345, 55); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("POMPA"); //wyświetlenie tekstu

  tft.setTextSize(2); //ustawienie rozmiaru tekstu
  tft.setTextColor(RED); //ustawienie koloru tekstu
  tft.setCursor(347, 25); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("OFF"); //wyświetlenie tekstu

  tft.setTextSize(1); //ustawienie rozmiaru tekstu
  tft.setTextColor(WHITE); //ustawienie koloru tekstu
  tft.setCursor(10, 115); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("PREDKOSC"); //wyświetlenie tekstu
  tft.setCursor(12, 125); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("OBROTOW"); //wyświetlenie tekstu

  tft.setCursor(100, 118); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("100"); //wyświetlenie tekstu

  tft.setCursor(255, 135); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("ZWIEKSZ"); //wyświetlenie tekstu

  tft.setTextSize(2); //ustawienie rozmiaru tekstu
  tft.setTextColor(GREEN); //ustawienie koloru tekstu
  tft.setCursor(270, 105); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("+"); //wyświetlenie tekstu

  tft.setTextSize(1); //ustawienie rozmiaru tekstu
  tft.setTextColor(WHITE); //ustawienie koloru tekstu
  tft.setCursor(345, 135); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("ZMNIEJSZ"); //wyświetlenie tekstu

  tft.setTextSize(2); //ustawienie rozmiaru tekstu
  tft.setTextColor(YELLOW); //ustawienie koloru tekstu
  tft.setCursor(360, 105); //ustawienie pozycji kursora
  tft.print("-"); //wyświetlenie tekstu
}

void loop() {

  uint16_t xpos, ypos; // inicjacja zmiennych służących do ustalenia składowych x i y pozycji kursora
  tp = ts.getPoint(); // przypisanie do zmiennej tp aktualnego punktu na ekranie
  /*ustawienie na wyjście pinów służących do obsługi ekranu dotykowego*/
  pinMode(XM, OUTPUT);
  pinMode(YP, OUTPUT);
  pinMode(XP, OUTPUT);
  pinMode(YM, OUTPUT);
  /* --------------------------------- */
  if (tp.z > MINPRESSURE && tp.z < MAXPRESSURE) { // sprawdzanie czy punkt znajduje się w granicach ustalonych na początku programu
    xpos = map(tp.x, TS_LEFT, TS_RT, 0, tft.width()); // rozdzielenie zmiennej tp na składową x poprzez funkcję mapowania
    ypos = map(tp.y, TS_TOP, TS_BOT, 0, tft.height()); // rozdzielenie zmiennej tp na składową y poprzez funkcję mapowania
    if (xpos > 240) // jeżeli składowa x punktu jest większa od 240, czyli znajdujemy się w pierwszym wierszu
    {
      if (ypos > 144 && ypos < 188) // jeżeli składowa y punktu jest większa od 144 i mniejsza od 188, czyli znajdujemy się w obszarze przycisku mieszanie
      {
        if (mieszanie == true)
        {
          tft.setTextColor(GREEN, BLACK); //ustawienie koloru tekstu i tła, pierwszy parametr kolor tekstu, drugi tła
          tft.setTextSize(2); //ustawienie rozmiaru tekstu
          tft.setCursor(265, 25); //ustawienie pozycji kursora
          tft.print("ON "); //wyświetlenie tekstu
          mieszanie = false; //ustawienie zmiennej mieszanie na false
          analogWrite(PWM, value); //zmiana prędkości obrotów na wcześniej ustawioną
          digitalWrite(IN1, HIGH); //zmiana stanu IN1 na wysoki
          digitalWrite(IN2, LOW); //zmiana stanu IN2 na niski
          delay(500);
        }
        else
        {
          tft.setTextColor(RED, BLACK); //ustawienie koloru tekstu i tła, pierwszy parametr kolor tekstu, drugi tła
          tft.setTextSize(2); //ustawienie rozmiaru tekstu
          tft.setCursor(265, 25); //ustawienie pozycji kursora
          tft.print("OFF"); //wyświetlenie tekstu
          mieszanie = true; //ustawienie zmiennej mieszanie na true
          analogWrite(PWM, 0); //zmiana prędkości obrotów
          digitalWrite(IN1, LOW); //zmiana stanu IN1 na niski
          digitalWrite(IN2, LOW); //zmiana stanu IN2 na niski
          delay(500);
        }
      }
      else if (ypos < 250 && ypos > 202) // jeżeli składowa y punktu jest mniejsza od 250 i większa od 202, czyli znajdujemy się w obszarze przycisku pompa
      {
        if (pompa == true)
        {
          tft.setTextColor(GREEN, BLACK); //ustawienie koloru tekstu i tła, pierwszy parametr kolor tekstu, drugi tła
          tft.setTextSize(2); //ustawienie rozmiaru tekstu
          tft.setCursor(347, 25); //ustawienie pozycji kursora
          tft.print("ON "); //wyświetlenie tekstu
          pompa = false; //ustawienie zmiennej pompa na false
          delay(500);
        }
        else
        {
          tft.setTextColor(RED, BLACK); //ustawienie koloru tekstu i tła, pierwszy parametr kolor tekstu, drugi tła
          tft.setTextSize(2); //ustawienie rozmiaru tekstu
          tft.setCursor(347, 25); //ustawienie pozycji kursora
          tft.print("OFF"); //wyświetlenie tekstu
          pompa = true; //ustawienie zmiennej pompa na true
          delay(500);
        }
      }
    }
    if (xpos > 120 && xpos < 240) // jeżeli składowa x punktu jest większa od 120, czyli znajdujemy się w drugim wierszu
    {
      if (ypos > 144 && ypos < 188) // jeżeli składowa y punktu jest większa od 144 i większa od 188, czyli znajdujemy się w obszarze przycisku zwiększ
      {
        if (obroty < 100) //jeżeli obroty są mniejsze od 100
        {
          obroty += 2; //dodaj 2
        }

        value = map(obroty, 0, 100, 0, 255); //zmapowanie ustawionych obrotów na value
        tft.setTextSize(1); //ustawienie rozmiaru tekstu
        tft.setTextColor(WHITE, BLACK); //ustawienie koloru tekstu i tła, pierwszy parametr kolor tekstu, drugi tła
        tft.setCursor(100, 118); //ustawienie pozycji kursora
        tft.print(obroty); //wyświetlenie tekstu
        tft.print(" "); //wyświetlenie tekstu
        delay(100);
      }
      else if (ypos < 250 && ypos > 202) // jeżeli składowa y punktu jest mniejsza od 240 i większa od 192, czyli znajdujemy się w obszarze przycisku nr 2.
      {
        if (obroty > 0) //jeżeli obroty większe od zera
        {
          obroty -= 2; //odejmij 2
        }
        value = map(obroty, 0, 100, 0, 255); //zmapowanie ustawionych obrotów na value
        tft.setTextSize(1); //ustawienie rozmiaru tekstu
        tft.setTextColor(WHITE, BLACK); //ustawienie koloru tekstu i tła, pierwszy parametr kolor tekstu, drugi tła
        tft.setCursor(100, 118); //ustawienie pozycji kursora
        tft.print(obroty); //wyświetlenie tekstu
        tft.print(" "); //wyświetlenie tekstu
        delay(100);
      }
    }
  }
}

Po wgraniu programu na wyświetlaczu powinno wyświetlić się całe menu oraz po wciśnięciu przycisków powinny się zmienić z ON na OFF i na odwrót, a prędkość obrotów powinna się zmniejszać i zwiększać wraz z wciskanymi przyciskami. Prędkość obrotów nie zmienia się podczas włączonego silnika, należy wyłączyć silnik ustawić wartość i włączyć go ponownie, a wtedy zmiana prędkości zostanie zastosowana. Do całego układu można podłączyć również czujnik ciśnienia i w miejsce stałych barów dać zmienną, która na bieżąco będzie pokazywała ciśnienie.

Wykorzystanie w praktyce

Pliki do pobrania