A léptető motor egyfajta egyenáramú motor, amely diszkrét lépésekben működik, és a térfigyelő kamerától a kifinomult robotokig és gépekig mindenhol használható. A léptetőmotorok pontos vezérlést biztosítanak, és megkülönböztethetők a nyomaték, a fordulatenkénti lépések és a bemeneti feszültség alapján. Korábbi projektünkben 28-BYJ48 léptetőmotort irányítottunk Arduino segítségével. A 28-BYJ48 viszonylag alacsonyabb nyomatékkal rendelkezik, mint a többi léptetőmotor, például a NEMA 14, a NEMA17.
Ebben az oktatóanyagban a NEMA17 léptetőmotort fogjuk vezérelni az Arduino Uno és az A4988 léptető meghajtó modul segítségével. A Nema17 léptetőmotor nagyobb nyomatékkal és magasabb üzemi feszültséggel rendelkezik, mint a 28-BYJ48. Itt egy potenciométert is csatlakoztatnak a léptetőmotor irányának szabályozásához.
Alkatrész szükséges
- Arduino UNO
- NEMA17 léptetőmotor
- A4988 léptető meghajtó modul
- 47 µf kondenzátor
- Potenciométer
NEMA17 léptetőmotor
A Nema17 működése hasonló a normál léptető motorokhoz. A NEMA 17 léptetőmotor 1,7 x 1,7 hüvelykes előlappal rendelkezik, és általában nagyobb nyomatéka van, mint a kisebb változatoknak, például a NEMA 14-nek. Ez a motor hat vezetékes vezetékkel rendelkezik, és a névleges feszültség 12 volt. Alacsonyabb feszültségen is működtethető, de a nyomaték csökken. A léptető motorok nem forognak, hanem a NEMA17 motor 1,8 ° -os szöget zár be. azt jelenti, hogy 1,8 fokot takar minden lépésben. A NEMA17 kapcsolási rajzát az alábbiakban adjuk meg.
Amint láthatja, hogy ennek a motornak Unipolar hatvezetékes elrendezése van. Ezek a huzal két osztott tekercsben vannak összekötve. A fekete, sárga, zöld huzalok az első tekercselés részei, ahol a fekete középső csap, a sárga és a zöld tekercs vége, míg a vörös, fehér és kék egy második tekercs része, amelyben a fehér középső csap, a vörös és a kék pedig tekercs végvezetékek. Általában a középső csapvezetékeket leválasztva hagyják.
Forrásokonkénti lépések a NEMA17 számára
Egy adott léptetőmotor fordulatszámenkénti lépéseit az adott léptetőmotor lépésszöge alapján számítják ki. Tehát abban az esetben a NEMA 17 lépésszöge 1,8 fok.
Lépésenkénti fordulat = 360 / lépésszög 360 / 1,8 = 200 lépés / fordulat
A NEMA17 specifikációi
- Névleges feszültség: 12V DC
- Lépés szöge: 1,8 fok.
- Fázisok száma: 4
- Motor hossza: 1,54 hüvelyk
- 4 vezetékes, 8 hüvelykes ólom
- 200 lépés fordulatonként, 1,8 fok
- Üzemi hőmérséklet: -10 és 40 ° C között
- Unipoláris tartónyomaték: 22,2 oz-in
Itt ellenőrizhet különféle léptetőmotorral kapcsolatos projekteket is, amelyek nemcsak a különböző mikrovezérlőkkel való alapvető interfészt vonják maguk után, hanem robotikai projekteket is tartalmaznak, amelyek léptetőmotort tartalmaznak.
A4988 léptető meghajtó modul
A léptető meghajtó modul vezérli a léptető motor működését. A léptető meghajtók különböző fázisokon keresztül küldik az áramot a léptető motorhoz.
Az A4988 Nema 17 léptető meghajtó egy mikrolépéses meghajtó modul, amelyet a bipoláris léptető motorok vezérlésére használnak. Ez a meghajtó modul beépített fordítóval rendelkezik, ami azt jelenti, hogy a léptetőmotort vezérlőnk nagyon kevés csapjával tudjuk vezérelni.
Ezzel a Nema 17 motor meghajtó modullal a léptető motort csak két csap, azaz a STEP és DIRECTION vezérlésével tudjuk vezérelni. A STEP csapot a lépések vezérléséhez használják, míg a DIRECTION csapot a motor irányának vezérléséhez. Az A4988 illesztőprogram-modul öt különböző lépésfelbontást kínál: teljes, hátsó , negyed, nyolc és tizenhatos . Kiválaszthatja a különböző lépésfelbontásokat a felbontásválasztó csapok ((MS1, MS2 és MS3) segítségével. Ezeknek a csapoknak az igazságtáblázatát az alábbiakban adjuk meg:
| MS1 | MS2 | MS3 | Microstep felbontás |
| Alacsony | Alacsony | Alacsony | Teljes lépés |
| Magas | Alacsony | Alacsony | ½ lépés (fél lépés) |
| Alacsony | Magas | Alacsony | ¼ lépés (negyed lépés) |
| Magas | Magas | Alacsony | 1/8 lépés (nyolcadik lépés) |
| Magas | Magas | Magas | 1/16 lépés (tizenhatodik lépés) |
Az A4988 specifikációi
Max. Üzemi feszültség: 35V
Min. Üzemi feszültség: 8V
Max. Fázisenkénti áram: 2A
Microstep felbontás: Teljes lépés, ½ lépés, ¼ lépés, 1/8 és 1/16 lépés
Fordított feszültségvédelem: Nem
Méretek: 15,5 × 20,5 mm (0,6 ″ × 0,8 ″)
Kördiagramm
A fenti képen látható kapcsolási rajz a Nema 17 léptetőmotor Arduino vezérléséhez. Mivel az A4988 modul rendelkezik beépített fordítóval, ami azt jelenti, hogy csak a Step és Direction csapokat kell összekapcsolnunk az Arduino-val. A lépéscsapot a lépések vezérléséhez használják, míg az iránytű az irányításhoz. A léptetőmotort 12 V-os áramforrással, az A4988 modult pedig az Arduino-n keresztül táplálják. A potenciométert a motor irányának szabályozására használják.
Ha a potenciométert az óramutató járásával megegyező irányba forgatja, akkor a stepper az óramutató járásával megegyező irányban forog, és ha a potenciométert az óramutató járásával ellentétes irányba forgatja, akkor az az óramutató járásával ellentétes irányba. 47 µf-os kondenzátort használnak a kártya védelme érdekében a feszültségcsúcsoktól. Az MS1, MS2 és MS3 csapok szétkapcsolva maradnak, ami azt jelenti, hogy a meghajtó teljes lépésben fog működni.
Teljes kapcsolatok az Arduino Nema 17 A4988 készülékhez az alábbi táblázatban találhatók.
|
S.NO. |
A4988 tű |
Kapcsolat |
|
1 |
VMOT |
+ ve akkumulátor |
|
2 |
GND |
-ve akkumulátor |
|
3 |
VDD |
5 V Arduino |
|
4 |
GND |
Arduino GND-je |
|
5. |
STP |
Arduino 3. tűje |
|
6. |
DIR |
Arduino 2. tűje |
|
7 |
1A, 1B, 2A, 2B |
Léptető motor |
Kód Magyarázat
A teljes kód a működő Nema 17 videovezérléssel az Arduinóval a leírás végén található, itt elmagyarázzuk a teljes programot, hogy megértsük a projekt működését.
Először is adja hozzá a léptetőmotor könyvtárat az Arduino IDE-hez. Innen letöltheti a léptetőmotor könyvtárat.
Ezt követően adja meg a NEMA 17 lépéseinek számát. Ahogy kiszámoltuk, a no. a NEMA 17 fordulatenkénti lépése 200.
#include
Ezt követően adja meg azokat a csapokat, amelyekhez a meghajtó modul csatlakozik, és határozza meg a motor interfész típusát Type1, mivel a motor a meghajtó modulon keresztül csatlakozik.
Léptető léptető (LÉPÉSEK, 2, 3); #define motorInterfaceType 1
Ezután állítsa be a léptető motor fordulatszámát a stepper.setSpeed függvény segítségével. A NEMA 17 maximális motorsebessége 4688 / perc, de ha 1000 fordulat / percnél gyorsabban futtatjuk, a nyomaték gyorsan csökken.
void setup () { stepper.setSpeed (1000);
Most a fő hurok, akkor olvassa el a potenciométert értéket A0 pin. Ebben a ciklusban két funkció van, az egyik a potVal , a másik pedig a Pval . Ha az aktuális érték, azaz a potVal magasabb, mint az előző érték, vagyis a Pval, mint tíz lépést az óramutató járásával megegyező irányban mozog, és ha az aktuális érték kisebb, mint az előző érték, akkor tíz lépéssel az óramutató járásával ellentétes irányba mozog.
potVal = térkép (analogRead (A0), 0,1024,0500); if (potVal> Pval) stepper.step (10); ha (potVal
Most csatlakoztassa az Arduino-t a laptopjához, és töltse fel a kódot az Arduino UNO táblára az Arduino IDE használatával, válassza ki a Board és port számot, majd kattintson a feltöltés gombra.
Most a potenciométerrel szabályozhatja a Nema17 léptetőmotor irányát. A projekt teljes működését az alábbi videó mutatja. Ha kétségei vannak a projekttel kapcsolatban, tegye őket az alábbi megjegyzés szakaszba.