Askelmoottori on eräänlainen tasavirtamoottori, joka toimii erillisinä vaiheina ja jota käytetään kaikkialla valvontakamerasta hienostuneisiin robotteihin ja koneisiin. Askelmoottorit tarjoavat tarkan hallinnan, ja ne voidaan erottaa vääntömomentin, portaita kierrosta kohden ja tulojännitteen perusteella. Edellisessä projektissamme hallitsimme 28-BYJ48-askelmoottoria Arduinolla. 28-BYJ48: lla on suhteellisen pienempi vääntömomentti kuin muilla askelmoottoreilla, kuten NEMA 14, NEMA17.
Tässä opetusohjelmassa aiomme ohjata NEMA17-askelmoottoria Arduino Uno- ja A4988-askelmoottorimoduulilla. Nema17-askelmoottorilla on suurempi vääntömomentti ja suurempi käyttöjännite kuin 28-BYJ48. Täällä kiinnitetään myös potentiometri askelmoottorin suunnan ohjaamiseksi.
Komponentti vaaditaan
- Arduino UNO
- NEMA17 askelmoottori
- A4988-askelmoottorimoduuli
- 47 µf kondensaattori
- Potentiometri
NEMA17 askelmoottori
Nema17: n toiminta on samanlainen kuin tavallisissa askelmoottoreissa. NEMA 17 -askelmoottorissa on 1,7 x 1,7 tuuman etulevy, ja sillä on yleensä suurempi vääntömomentti kuin pienemmillä muunnoksilla, kuten NEMA 14. Tässä moottorissa on kuusi johtoa ja nimellisjännite on 12 volttia. Sitä voidaan käyttää pienemmällä jännitteellä, mutta vääntömomentti laskee. Askelmoottorit eivät pyöri, vaan astuvat, ja NEMA17-moottorin askelmakulma on 1,8 astetta. tarkoittaa, että se kattaa 1,8 astetta joka vaiheessa. NEMA17: n kytkentäkaavio on esitetty alla.
Kuten näette, tällä moottorilla on Unipolar-kuusijohdinjärjestely. Nämä johdot on kytketty kahteen jaettuun käämiin. Musta, keltainen, vihreä johdot ovat osa ensimmäistä käämitystä, jossa musta on keskihana, ja keltainen ja vihreä ovat kelan päässä, kun taas punainen, valkoinen ja sininen ovat osa toista käämitystä, jossa valkoinen on keskihana ja punainen ja sininen kela päätyjohdot. Normaalisti keskijohdon johdot jätetään irti.
Vaiheet per kierros NEMA17: lle
Tietyn askelmoottorin portaat kierrosta kohden lasketaan käyttämällä askelmoottorin askelmakulmaa. Joten tapauksessa NEMA 17 -askelkulma on 1,8 astetta.
Askeleita kierrosta kohden = 360 / askelkulma 360 / 1,8 = 200 askelta kierrosta kohden
NEMA17: n tekniset tiedot
- Nimellisjännite: 12 V DC
- Askelkulma: 1,8 astetta.
- Vaiheiden määrä: 4
- Moottorin pituus: 1,54 tuumaa
- 4-johtiminen, 8-tuumainen lyijy
- 200 askelta kierrosta kohden, 1,8 astetta
- Käyttölämpötila: -10-40 ° C
- Unipolar-pitomomentti: 22,2 oz
Tarkista myös täältä useita askelmoottoreihin liittyviä projekteja, jotka eivät vain aiheuta perusliitäntää erilaisten mikrokontrollerien kanssa, vaan myös robotiikkaprojekteja, joihin kuuluu askelmoottori.
A4988-askelmoottorimoduuli
Askelmoottorimoduuli ohjaa askelmoottorin toimintaa. Askelmoottorit kuljettavat virran askelmoottoriin eri vaiheiden kautta.
A4988 Nema 17 askelmoottori kuljettaja on microstepping ajurikomponentti, jota käytetään ohjaamaan kaksisuuntaisen askelmoottoreita. Tässä ajurimoduulissa on sisäänrakennettu kääntäjä, mikä tarkoittaa, että voimme ohjata askelmoottoria käyttämällä hyvin vähän ohjaimen nastoja.
Tämän Nema 17 -moottorin ohjainmoduulin avulla voimme ohjata askelmoottoria vain kahdella tapilla, eli STEP ja DIRECTION. STEP-nastaa käytetään vaiheiden ohjaamiseen, kun taas DIRECTION-nastaa käytetään moottorin suunnan säätämiseen. A4988-ohjainmoduuli tarjoaa viisi erilaista tarkkuutta: täys-, haft-, neljännes-, kahdeksan- ja kuusitoista-vaihe . Voit valita eri vaiheiden tarkkuudet käyttämällä tarkkuudenvalintanastoja ((MS1, MS2 ja MS3). Näiden nastojen totuustaulukko on annettu alla:
| MS1 | MS2 | MS3 | Microstep-tarkkuus |
| Matala | Matala | Matala | Täysi vaihe |
| Korkea | Matala | Matala | ½ askel (puolivaihe) |
| Matala | Korkea | Matala | ¼ Vaihe (neljännesvaihe) |
| Korkea | Korkea | Matala | 1/8 askelta (kahdeksas askel) |
| Korkea | Korkea | Korkea | 1/16 askel (kuudestoista vaihe) |
A4988: n tekniset tiedot
Maks. Käyttöjännite: 35V
Min. Käyttöjännite: 8V
Maks. Virta vaihetta kohti: 2A
Microstep-tarkkuus: Täysi askel, ½ askel, ¼ askel, 1/8 ja 1/16 askelta
Käänteisen jännitteen suojaus: Ei
Mitat: 15,5 × 20,5 mm (0,6 ″ × 0,8 ″)
Piirikaavio
Kytkentäkaavio Nema 17-askelmoottorin ohjaamiseksi Arduinolla on annettu yllä olevassa kuvassa. Koska A4988-moduulissa on sisäänrakennettu kääntäjä, se tarkoittaa, että meidän on vain liitettävä Vaihe- ja Suunta-nastat Arduinoon. Askeltappia käytetään portaiden ohjaamiseen, kun taas suuntatappia käytetään ohjaamaan suuntaa. Askelmoottori saa virtaa 12 V: n virtalähteestä, ja A4988-moduuli saa virran Arduinon kautta. Potentiometriä käytetään moottorin suunnan säätämiseen.
Jos käännät potentiometriä myötäpäivään, askelmoottori pyörii myötäpäivään ja jos käännät potentiometriä vastapäivään, se pyörii vastapäivään. 47 µf: n kondensaattoria käytetään levyn suojaamiseen jännitepiikeiltä. MS1-, MS2- ja MS3-nastat jätetään irti, mikä tarkoittaa, että kuljettaja toimii täysvaiheisessa tilassa.
Täydelliset liitännät Arduino Nema 17 A4988: lle alla olevassa taulukossa.
|
S.NO. |
A4988 tappi |
Yhteys |
|
1 |
VMOT |
+ ve akkua |
|
2 |
GND |
-ve akku |
|
3 |
VDD |
5 V Arduinosta |
|
4 |
GND |
Arduinon GND |
|
5 |
STP |
Arduinon nasta 3 |
|
6 |
SUORA |
Arduinon nasta 2 |
|
7 |
1A, 1B, 2A, 2B |
Askelmoottori |
Koodin selitys
Täydellinen koodi toimivalla video- ohjauksella Nema 17 ja Arduino annetaan tämän opetusohjelman lopussa, tässä selitämme koko ohjelmaa projektin toiminnan ymmärtämiseksi.
Ensinnäkin lisää askelmoottorikirjasto Arduino IDE -laitteeseesi. Voit ladata askelmoottorikirjaston täältä.
Sen jälkeen määritä vaiheiden lukumäärä NEMA 17: lle. Kuten laskimme, no. askelta kierrosta kohti NEMA 17: ssä on 200.
#sisältää
Määritä sen jälkeen nastat, joihin ajurimoduuli on kytketty, ja määritä moottoriliitäntätyypiksi tyyppi 1, koska moottori on kytketty ohjainmoduulin kautta.
Askelmoottori (STEPS, 2, 3); #define motorInterfaceType 1
Aseta seuraavaksi askelmoottorin nopeus stepper.setSpeed- toiminnolla. NEMA 17: n suurin moottorin nopeus on 4688 r / min, mutta jos suoritamme sen nopeammin kuin 1000 r / min, vääntömomentti putoaa nopeasti.
void setup () { stepper.setSpeed (1000);
Nyt on tärkein lenkki, luemme potentiometrin arvo A0 pin. Tässä silmukassa on kaksi toimintoa, joista toinen on potVal ja toinen on Pval . Jos nykyinen arvo eli potVal on suurempi kuin edellinen arvo, ts. Pval kuin se liikkuu kymmenen askelta myötäpäivään ja jos nykyinen arvo on pienempi kuin edellinen arvo, se liikkuu kymmenen askelta vastapäivään.
potVal = kartta (analogRead (A0), 0,1024,0500); if (potVal> Pval) stepper.step (10); jos (potVal
Liitä nyt Arduino kannettavaan tietokoneeseen ja lataa koodi Arduino UNO -levylle Arduino IDE: llä, valitse Hallituksen ja portin numero ja napsauta sitten latauspainiketta.
Nyt voit ohjata Nema17-askelmoottorin suuntaa potentiometrillä. Projektin täydellinen työskentely on esitetty alla olevassa videossa. Jos sinulla on epäilyksiä tästä projektista, lähetä ne alla olevaan kommenttiosioon.