28BYJ-48 5V koračni motor in gonilnik A4988: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Ste kdaj želeli, da bi se robot obrnil pod natančnim kotom, pri čemer bi uporabil le nekaj izhodov vašega Arduina ali micro: bita? Vse to poceni? To je navodilo za vas! V tem navodilu bomo videli, kako poganjati zelo poceni koračni motor z uporabo samo 2 izhodov našega krmilnika in zahteva le 5V napajanje!

To sem naredil po navodilih, potem ko sem se malo trudil pri zbiranju podatkov, včasih pa se je spotaknil zaradi napačnih informacij, in želel sem rešiti druge, da ne bi šli skozi isti postopek.

Toda zakaj začeti, zakaj takšna omejitev?

• Zakaj 5V: ker želim to integrirati v mobilnega robota, ki bo deloval samo s 3,7 litijevo baterijo, ki jo lahko z ojačevalnikom izvlečem 5V.
• Zakaj bi uporabili A4988 in ne ULN2003, ki je pogosto priložen motorju 28BYJ? Ker najprej potrebuje 4 vhode. Zato z uporabo A4988 prihranimo 2 dragocena izhoda krmilnika (in če radi delate z micro: bitom kot jaz, so ti izhodi dragoceni …)! Vendar je še več! Zmožnost pogona motorja tako, da korake dajemo kot visoke impulze, nam daje možnost pogona motorja s preprostim PWM. Če nastavite obratovalni cikel na 50%, se s spreminjanjem frekvence PWM spremeni hitrost vrtenja motorja. Zakaj je to super? Ker če želite nastaviti mojo hitrost motorja in nato še naprej nadzirati druge stvari z mojim Arduinom ali micro: bitom, lahko preprosto nastavite moj PWM in pozabite nanj, zaradi česar bo vaša koda toliko bolj berljiva in vaše življenje toliko lažje (na primer, če želite sestaviti takšnega robota).

Pa začnimo!

Zaloge

Tukaj je tisto, kar potrebujete za ta navodila:

• 1x koračni motor 28BYJ
• 1x A4988 gonilnik
• 1x plošča ali prototipna plošča, kondenzator in nekaj žic
• Micro: bit in podaljšek ali Arduino
• 5V napajanje (+3.3V, če uporabljate Micro: bit). Za to sem uporabil litijevo baterijo 18650 in ščitnik baterije.
• 1x multimeter

1. korak: Spoznajte naš sistem

Prva stvar, ki bi jo priporočal za začetek, bi bila, da bi izvedeli več o koračnih motorjih in gonilniku A4988. Hej, ampak zakaj potrebujemo ta voznik? Bi lahko upravljali koračni motor brez voznika? Odgovor je ne. Plošče, kot sta Micro: bit in Arduino, dobro obdelujejo informacije, vendar ne oddajajo veliko toka, zato za premikanje koračnega motorja potrebujete tok. Če želite izvedeti več o delovanju motorja in voznika, je to referenca, ki jo priporočam. Je sintetičen, vsebuje pa tudi večino informacij, ki jih potrebujete za ožičenje.

Toda počakajte, preden poskušate karkoli povezati! Ali je 28BYJ prilagojen A4988? Če hitro poiščete, boste videli, da je ta motor pri A4988 kot voznik le redko. Če natančno preberete prejšnjo referenco, boste morda ugotovili, zakaj: naš koračni stroj je unipolarni motor, medtem ko je A4988 zasnovan za pogon bipolarnih motorjev, zato bomo morali motor malce vdreti!

2. korak: Vdor motorja

Če želite, da so vaši motorji združljivi z gonilnikom motorja, preprosto izvlecite rdečo žico iz belega priključka. Če želite odstraniti rdečo žico, prerežite konektor in prerežite rdečo žico motorja. Nato zamenjajte rumeni in roza kabel na priključku. Rdečo žico in priključek obdržite za naslednji korak!

Če želite izvleči kabel iz priključka, potisnite žico, ki jo želite odstraniti, in nato z ostrim orodjem potisnite vidni kovinski del na priključku (zgoraj je slika, kjer to počnem s svojim najljubšim nožem, opinelom!), končno potegnite in sčasoma bi morala vse skupaj priti ven kot na zgornji sliki. Zadnja slika prikazuje, kako bi moral biti priključek na koncu teh sprememb: vrstni red kabla na priključku mora biti oranžen/roza/rumen/modr.

(PS: na spletu boste našli nekaj vaj, ki kažejo, da morate odlepiti rdečo žico z motorja in nato opraskati tiskano vezje, pozabite na to, to ni potrebno. Neuporabno?)

3. korak: Nastavitev gonilnika

Zdaj … je čas za vožnjo tega motorja z voznikom? Še ni žal! Vidite vijak na plošči A4988? No, morali se bomo poigravati s tem. Ta vijak vam v osnovi omogoča, da nastavite, koliko toka bo šlo skozi tuljave vašega motorja. V našem primeru, medtem ko naše napajanje daje 5V in imajo naše tuljave v motorju upor 50 Ohmov, naš tok ne bo večji od 100 mA, kar mora motor podpreti, da boste sčasoma lahko preskočili ta korak. Če pa ste kot jaz in želite, da motor porabi le toliko energije, kot jo potrebuje, sledite temu.

Zato za nastavitev gonilnika sledite metodi 2 tega članka s temi prilagoditvami (kot prikazuje zgornja slika)

1. Uporabite 5V iz ščitnika akumulatorja za logiko in vhodno moč motorja (VMOT naj bi potreboval več kot 8V, vendar 5V deluje!). Dva zatiča GND na plošči sta povezana, zato ju ni treba priključiti na maso baterije.
2. Zatiče STEP in DIR priključite tudi na 5V (ne na Arduino, kot je prikazano v navedenem članku)
3. Pri nastavljanju multimetra sem nastavil tok na 50 mA, kar je bilo dovolj za pogon mojih motorjev na pol korakov (več o tem v naslednjem koraku). Če želite priključiti svoj multimeter za merjenje toka v tuljavi motorja, kot vidite na zgornji sliki, sem odklopil rumeno žico iz konektorja in vstavil rdečo žico, da sem lahko dal svoj multimeter od rdeče do rumeno žico za merjenje toka.

4. korak: Krmiljenje motorja

To je to, skoraj smo pripravljeni, da se naš motor obrne. Edino, kar morate storiti, je:

1. odstraniti naš multimeter iz našega sistema, če tega še niste storili,
2. priključite MS1 na 5V, zaradi česar bo voznik uporabil pol koraka (imel sem težave pri obračanju robota s polnimi koraki na 5V. Ker pa je bil moj cilj, da vse deluje na 5V, sem se strinjal, da bom žrtvoval malo hitrosti in da bi dobili nekaj natančnosti),
3. zatičem STEP in DIR zagotovite, kar želimo od našega krmilnika.

Potem: če želite upravljati motor z Arduinom, preprosto sledite članku tukaj, kjer boste našli vzorčno kodo. Če ga želite upravljati z micro: bitom, ostanite pri meni še malo.

Micro: bit, kot Arduino, prihaja z GPIO -ji. Zato, ko ga napajamo (s 3.3V!), Ga lahko programiramo za izhod STEP in DIR. Čeprav se zdi, da je vhodov in izhodov veliko, bodite opozorjeni, da je veliko teh že rezerviranih za nekatere druge namene. Več o tem lahko izveste v tem članku. V tem članku boste videli, da je veliko vhodov/izhodov v skupni rabi z zaslonom, zato morate, če želite uporabiti te, zaslon izklopiti. Ampak ne izklopimo zaslona! Katere zatiče torej lahko uporabimo? Uporabil bom nožici 2 in 8, ker ne bom uporabljal blazinic (pin 2).

Priključite pin 2 micro: bit na STEP, pin 8 na DIR, naložite priloženi program z vašim najljubšim urejevalnikom micro: python (jaz sem uporabil mu-editor). Ta program v bistvu nastavi PWM na pin 2 z obdobjem 1 milisekundo (in 50% obratovalnim ciklom), vaš motor pa bi se moral vrteti. Nastavite pin 8 na 0 ali 1, da se tako ali drugače obrne in spremenite obdobje, da obrne želeno hitrost (dokler ne želite, da gre prehitro … zame je bil pulz vsaka milisekunda blizu do največje hitrosti, ki jo lahko dosežem).

Da sem naredil stvari nekoliko bolj kompaktne in jih enostavno vstavil na mobilnega robota, sem naredil majhno desko. Plošča je prikazana na zgornji sliki. Na sliki je vijolična žica, ki vodi od VMOT do VDD in se skriva v senci. Tudi rumena žica, ki vodi od SLP do RST, pravzaprav ni spajkana, samo sem jo postavil tako, da predstavlja spajkanje, ki sem ga dal na zadnjo stran plošče, da povežem ta 2 zatiča. Opomba: hladilnega telesa pri takem sistemu običajno ni potrebno, saj črpamo veliko, veliko manj kot 1A.

To je to, upam, da bo ta navodila pomagala mnogim od vas, da boste pri svojih projektih uživali v moči koračnega motorja.