基于NRF24L01的PID电机转速控制器 电路方案

基于NRF24L01的PID电机转速控制器,采用51单片机控制,有发送端和接收端的完整图纸和程序代码 实物图: 原理图: 项目介绍: 在过程控制中,按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器(亦称PID调节器)是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单,易于实现,适用面广,控制参数相互独立,参数的选定比较简单等优点;而且在理论上可以证明,对于过程控制的典型对象──“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象,PID控制器是一种最优控制。PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法,它的参数整定方式简便,结构改变灵活(PI、PD、PID)。 然而PID算法在工业发展中也占据不小的地位,例如,液位,压力,温度,流量的控制都能利用PID算法进行精准控制。本项目将PID的算法用在了直流电机的控制当中,用于精准控制电机转速,简化电机控制难度。为了使操作者能够简单,方便,实时,快捷的控制电机的转速,我又在此基础上加上了无线模块,使得操作者能够更加简单的操作本产品,操作者只需简单改变主控板的设定值,接收机即可将电机转速控制在设定值以内,误差范围控制在正负20r/s(转/秒)。 功能设计要点 1.控制核心:接收和发射核心控制部分均采用STC12C5A60S2单片机进行控制 2.显示部分:接收机显示采用普通的12864液晶显示,发射部分为了减小其体积采用OLED液晶,功耗低,体积小,显示效果好 3.电机驱动部分:采用的是L298N电机驱动模块,价格低,抗干扰能力强,安全性高,可靠性强,大大提高了电机的效率。 4.速度检测部分:采用44E开关型霍尔传感器,成本低,电路简单,可与单片机IO口直接连接,操作方便。 5.无线数据传输采用NRF24L01无线模块,工作在 2.4~2.5GHz 世界通用 ISM 频段,工作电流只有 10.5mA, 接收时工作电流只有 18mA, 多种低功率工作模式, 功耗低。 6.核心控制算法PID:此电路采用的是PID算法里的增量式算法, pid.voltage=pid.Kp*pid.err+pid.Ki*pid.integral+pid.Kd*(pid.err-pid.err_last); 增量式算法不需做累加, 计算误差和计算精度问题对控制量的计算影响较小; 系统工作原理方框图: