- Необходим компонент
- Стъпков двигател NEMA17
- A4988 Стъпков драйвер модул
- Електрическа схема
- Обяснение на кода
Стъпковият двигател е тип двигател с постоянен ток, който работи на дискретни стъпки и се използва навсякъде, от камера за наблюдение до сложни роботи и машини. Стъпковите двигатели осигуряват точно управление и могат да бъдат диференцирани въз основа на въртящия момент, стъпките на оборот и входното напрежение. В предишния ни проект ние контролирахме стъпков двигател 28-BYJ48 с помощта на Arduino. 28-BYJ48 има относително по-нисък въртящ момент от другите стъпкови двигатели като NEMA 14, NEMA17.
В този урок ще управляваме стъпков двигател NEMA17 с помощта на модула за стъпков драйвер Arduino Uno и A4988. Стъпковият двигател Nema17 има по-висок въртящ момент и по-високо работно напрежение от 28-BYJ48. Тук също ще бъде прикрепен потенциометър за управление на посоката на стъпковия двигател.
Необходим компонент
- Arduino UNO
- Стъпков двигател NEMA17
- A4988 Стъпков драйвер модул
- 47 µf кондензатор
- Потенциометър
Стъпков двигател NEMA17
Работата на Nema17 е подобна на нормалните стъпкови двигатели. Стъпков двигател NEMA 17 има лицева плоча 1,7 х 1,7 инча и обикновено има повече въртящ момент от по-малките варианти, като NEMA 14. Този двигател има шест оловни проводника, а номиналното напрежение е 12 волта. Може да работи при по-ниско напрежение, но въртящият момент ще спадне. Стъпковите двигатели не се въртят, а стъпват, а двигателят NEMA17 има ъгъл на стъпка 1,8 °. означава, че покрива 1,8 градуса на всяка стъпка. Схемата за свързване на NEMA17 е дадена по-долу.
Както можете да видите, този двигател има еднополюсно шестопроводно устройство. Тези проводници са свързани в две разделени намотки. Черните, жълтите, зелените проводници са част от първата намотка, където Черното е централен кран, а Жълтото и Зеленото са завъртане на бобината, докато Червеното, Бялото и Синьото са част от втората намотка, при което Бялото е централното кранче, а Червеното и Синьото са намотка крайни проводници. Обикновено проводниците на централния кран остават изключени.
Стъпки на революция за NEMA17
Стъпки на оборот за определен стъпков двигател се изчислява, като се използва ъгълът на стъпката на този стъпков двигател. Така че в случая ъгълът на стъпка на NEMA 17 е 1,8 °.
Стъпки на революция = 360 / ъгъл на стъпка 360 / 1,8 = 200 стъпки на революция
Спецификации на NEMA17
- Номинално напрежение: 12V DC
- Ъгъл на стъпка: 1,8 °.
- Брой фази: 4
- Дължина на мотора: 1,54 инча
- 4-жилен, 8-инчов повод
- 200 стъпки на оборот, 1,8 градуса
- Работна температура: -10 до 40 ° C
- Униполярен въртящ момент: 22,2 унции
Тук също проверете различни проекти, свързани със стъпков двигател, които не само включват основно взаимодействие с различни микроконтролери, но също така имат проекти за роботика, които включват стъпков двигател.
A4988 Стъпков драйвер модул
Модул на стъпков драйвер контролира работата на стъпков двигател. Стъпковите драйвери изпращат тока към стъпков двигател през различни фази.
Най- A4988 Nema водача 17 степер е модул шофьор microstepping, който се използва за контролиране на биполярни стъпкови двигатели. Този модул на драйвера има вграден преводач, което означава, че можем да управляваме стъпковия двигател, като използваме много малко щифтове от нашия контролер.
Използвайки този модул на драйвер на Nema 17, ние можем да управляваме стъпков двигател, като използваме само два щифта, т.е. STEP и DIRECTION. ПИН за СТЪПКА се използва за управление на стъпките, докато ПИН за насочване се използва за управление на посоката на двигателя. Модулът на драйвера A4988 осигурява пет различни разделителни способности: пълна стъпка, хафт стъпка, четвърт стъпка, осем стъпка и шестнайсета стъпка . Можете да изберете различните разделителни способности с помощта на щифтовете за избор на резолюция ((MS1, MS2 и MS3). Таблицата на истината за тези щифтове е дадена по-долу:
| MS1 | MS2 | MS3 | Разделителна способност на Microstep |
| Ниска | Ниска | Ниска | Пълна стъпка |
| Високо | Ниска | Ниска | Стъпка (половин стъпка) |
| Ниска | Високо | Ниска | ¼ Стъпка (четвърт стъпка) |
| Високо | Високо | Ниска | 1/8 стъпка (осма стъпка) |
| Високо | Високо | Високо | 1/16 стъпка (шестнадесета стъпка) |
Спецификации на A4988
Макс. Работно напрежение: 35V
Мин. Работно напрежение: 8V
Макс. Ток на фаза: 2А
Разделителна способност на Microstep: пълна стъпка, ½ стъпка, ¼ стъпка, 1/8 и 1/16 стъпка
Защита от обратно напрежение: Не
Размери: 15,5 × 20,5 мм (0,6 ″ × 0,8 ″)
Електрическа схема
Схема за управление на стъпков двигател Nema 17 с Arduino е дадена на горното изображение. Тъй като модулът A4988 има вграден преводач, това означава, че трябва само да свържем щифтовете Step и Direction към Arduino. Стъпковият щифт се използва за управление на стъпките, докато посоката се използва за управление на посоката. Стъпковият двигател се захранва с 12V източник на захранване, а модулът A4988 се захранва чрез Arduino. Потенциометърът се използва за управление на посоката на двигателя.
Ако завъртите потенциометъра по посока на часовниковата стрелка, степерът ще се завърти по посока на часовниковата стрелка, а ако завъртите потенциометъра обратно на часовниковата стрелка, той ще се завърти обратно на часовниковата стрелка. За защита на платката от скокове на напрежение се използва кондензатор 47 µf. MS1, MS2 и MS3 изводите остават изключени, което означава, че драйверът ще работи в режим на пълна стъпка.
Пълни връзки за Arduino Nema 17 A4988, дадени в таблицата по-долу.
|
S.NO. |
A4988 ПИН |
Връзка |
|
1 |
VMOT |
+ много батерия |
|
2 |
GND |
-ве на батерията |
|
3 |
VDD |
5V от Arduino |
|
4 |
GND |
GND на Arduino |
|
5 |
STP |
Пин 3 на Arduino |
|
6 |
DIR |
Пин 2 на Arduino |
|
7 |
1A, 1B, 2A, 2B |
Стъпков мотор |
Обяснение на кода
Пълен код с работещ видео контрол Nema 17 с Arduino е даден в края на този урок, тук обясняваме пълната програма, за да разберем работата на проекта.
На първо място, добавете библиотеката на стъпковия двигател към вашата Arduino IDE. Можете да изтеглите библиотеката на стъпковия двигател от тук.
След това дефинирайте броя стъпки за NEMA 17. Както изчислихме, не. стъпки на оборот за NEMA 17 е 200.
#include
След това посочете щифтовете, към които е свързан драйверният модул, и дефинирайте типа интерфейс на двигателя като Type1, тъй като двигателят е свързан чрез модула на драйвера.
Стъпков степер (СТЪПКИ, 2, 3); #define motorInterfaceType 1
След това задайте скоростта за стъпков двигател, като използвате функцията stepper.setSpeed . Максималната скорост на двигателя за NEMA 17 е 4688 RPM, но ако го работим по-бързо от 1000 RPM въртящият момент пада бързо.
void setup () { stepper.setSpeed (1000);
Сега в основния цикъл ще прочетем стойността на потенциометъра от щифт A0. В този цикъл има две функции, едната е potVal , а другата е Pval . Ако текущата стойност, т.е., potVal е по-висока от предишната стойност, т.е., PVAL отколкото тя ще се премести на десет стъпки по посока на часовниковата стрелка и ако текущата стойност е по-малко от предходната стойност от него ще се движат десет стъпки в посока, обратна на часовниковата стрелка.
potVal = карта (analogRead (A0), 0,1024,0,500); if (potVal> Pval) stepper.step (10); if (potVal
Сега свържете Arduino с вашия лаптоп и качете кода във вашата Arduino UNO платка с помощта на Arduino IDE, изберете борда и порт номер и след това кликнете върху бутона за качване.
Сега можете да контролирате посоката на стъпков двигател Nema17 с помощта на потенциометъра. Цялостната работа на проекта е показана във видеото по-долу. Ако имате някакви съмнения относно този проект, публикувайте ги в раздела за коментари по-долу.