28BYJ-48 5V koračni motor i upravljački program A4988: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Jeste li ikada željeli natjerati robota da se okrene pod preciznim kutom, koristeći samo nekoliko izlaza vašeg Arduina ili micro: bita? Jeftino sve ovo? To je uputstvo za vas! U ovom uputstvu vidjet ćemo kako upravljati vrlo jeftinim koračnim motorom koristeći samo 2 izlaza našeg kontrolera i za koje je potrebno samo 5V napajanje!

Ovo sam učinio poučnim nakon što sam se malo mučio u prikupljanju podataka, ponekad sam naletio na dezinformacije, i želio sam spasiti druge od prolaska kroz isti proces.

No, prije nego što počnete, čemu takvo ograničenje?

• Zašto 5V: jer to želim integrirati u mobilnog robota koji će raditi samo s 3,7 litij -ionskom baterijom koju mogu izvući 5V pomoću pojačala.
• Zašto koristiti A4988, a ne ULN2003 koji često dolazi s motorom 28BYJ? Jer, prvo, zahtijeva 4 ulaza. Stoga upotrebom A4988 štedimo 2 naša dragocjena izlaza kontrolera (a ako volite raditi s micro: bitom kao ja, ti su izlazi dragocjeni …)! Ali ima još! Mogućnost upravljanja motorom davanjem koraka kao visokih impulsa daje nam mogućnost upravljanja motorom jednostavnim PWM -om. Postavljanjem radnog ciklusa na 50%, promjenom frekvencije PWM -a promijenit će se brzina vrtnje motora. Zašto je to super? Jer ako želite postaviti moju brzinu motora, a zatim nastaviti kontrolirati druge stvari s mojim Arduinom ili micro: bitom, tada jednostavno možete postaviti moj PWM i zaboraviti na to, što će vaš kod učiniti toliko čitljivijim, a vaš život toliko lakše (na primjer ako želite izgraditi ovakvog robota).

Pa krenimo!

Pribor

Evo što vam je potrebno za ovu uputu:

• 1x koračni motor 28BYJ
• 1x A4988 vozač
• 1x matična ploča ili ploča za izradu prototipa, kondenzator i neke žice
• Micro: bit i produžna ploča ili Arduino
• 5V napajanje (+3.3V ako koristite Micro: bit). Za to sam koristio litijevu bateriju 18650 i štitnik baterije.
• 1x multimetar

Korak 1: Upoznajte naš sustav

Prva stvar koju bih preporučio za početak je saznati više o koračnim motorima i vozaču A4988. Hej, ali zašto nam treba ovaj vozač? Možemo li upravljati koračnim motorom bez vozača? Odgovor je ne. Ploče kao što su Micro: bit i Arduino dobre su u obradi informacija, ali ne i u izdavanju velike struje, a potrebna vam je struja za pokretanje koračnog motora. Ovo je preporuka za više informacija o načinu rada motora i vozača. Sintetički je, ali također sadrži većinu informacija koje su vam potrebne za ožičenje.

Ali pričekajte prije nego pokušate bilo što poslati žicom! Je li 28BYJ prilagođen A4988? Ako brzo pretražite, vidjet ćete da ovaj motor rijetko dolazi s A4988 kao vozač. Ako dobro pročitate prethodnu referencu, možda ćete vidjeti zašto: naš steper je unipolarni motor, dok je A4988 dizajniran za pogon bipolarnih motora, pa ćemo morati malo hakirati naš motor!

Korak 2: Hakiranje motora

Kako bi vaši motori bili kompatibilni s upravljačkim programom motora, jednostavno izvucite crvenu žicu iz bijelog priključka. U tu svrhu prerežite konektor kako biste uklonili crvenu žicu i odrežite crvenu žicu motora. Zatim zamijenite žuti i ružičasti kabel na priključku. Crvenu žicu i priključak zadržite za sljedeći korak!

Da biste izvukli kabel iz konektora, gurnite žicu koju želite ukloniti u konektor, a zatim oštrim alatom utisnite vidljivi metalni dio na konektoru (gore je slika na kojoj to radim svojim omiljenim nožem, opinelom!), i na kraju povucite i na kraju bi cijela stvar trebala izaći kao na gornjoj slici. Posljednja slika prikazuje kako bi konektor trebao izgledati na kraju tih izmjena: redoslijed kabela na priključku trebao bi biti narančasta/ružičasta/žuta/plava.

(PS: na mreži ćete pronaći neke vodiče koji pokazuju da morate odspojiti crvenu žicu s motora, a zatim izgrebati PCB, zaboravite na to, to nije potrebno. Beskorisno?)

Korak 3: Postavljanje upravljačkog programa

Sada … vrijeme je za vožnju ovim motorom s vozačem? Još nije žao! Vidite li vijak na ploči A4988? Pa morat ćemo se petljati s tim. Ovaj vijak vam u osnovi omogućuje da postavite koliko će struje prolaziti kroz zavojnice vašeg motora. U našem slučaju, dok naše napajanje daje 5V, a naše zavojnice u motoru imaju otpor od 50 Ohma, naša struja neće biti veća od 100 mA, što bi motor trebao podržati kako biste na kraju mogli preskočiti ovaj korak. Međutim, ako ste poput mene i želite da motor uzima samo onoliko struje koliko mu je potrebno, slijedite ga.

Dakle, za postavljanje upravljačkog programa, slijedite 2. metodu ovog članka s tim prilagodbama (kao što prikazuje gornja slika)

1. Koristite 5V iz oklopa baterije za logiku i ulaz energije motora (kaže se da VMOT -u treba više od 8V, ali 5V radi!). Dva GND pina na ploči su spojena, pa ih nema potrebe spajati na masu baterije.
2. Priključite pinove STEP i DIR i na 5V (ne na Arduino kao što je prikazano u navedenom članku)
3. Prilikom postavljanja multimetra, postavio sam struju na 50mA što je bilo dovoljno za pokretanje mojih motora u pola koraka (o tome više u sljedećem koraku). Kako bih spojio svoj multimetar za mjerenje struje u zavojnici motora, kao što možete vidjeti na gornjoj slici, iskopčao sam žutu žicu iz konektora i stavio crvenu žicu, kako bih mogao staviti svoj multimetar s crvene na žuta žica za mjerenje struje.

Korak 4: Upravljanje motorom

To je to, gotovo smo spremni za okretanje motora. Jedino što treba učiniti je:

1. ukloniti naš multimetar iz našeg sustava ako to već nije učinjeno,
2. spojite MS1 na 5V što će natjerati vozača da koristi pola koraka (imao sam problema s navođenjem robota da se okrene punim koracima na 5V. No, kao dio mog cilja bio je učiniti sve da radi na 5V prihvatio sam žrtvovati malo brzine i da biste dobili određenu preciznost),
3. pružite pinovima STEP i DIR ono što želimo od našeg kontrolera.

Zatim: ako želite upravljati motorom pomoću Arduina, jednostavno slijedite članak ovdje gdje ćete pronaći ogledni kod. Ako ga želite kontrolirati pomoću micro: bita, ostanite sa mnom još malo.

Micro: bit, kao Arduino, dolazi s GPIO -ovima. Stoga, kad ga jednom napajamo (sa 3.3V!), Možemo ga programirati za izlaz STEP i DIR. Iako se čini da ima mnogo ulaza i izlaza, upozoravamo da su zapravo mnogi od njih već rezervirani za neke druge svrhe. Više o tome možete saznati u ovom članku. U ovom ćete članku vidjeti da se zapravo mnogi ulazi/izlazi dijele s zaslonom, pa ćete, ako ih želite koristiti, morati isključiti zaslon. Ali nemojmo isključivati zaslon! Pa koje iglice možemo koristiti? Koristit ću pinove 2 i 8 jer neću koristiti jastučiće (pin 2).

Priključite pin 2 micro: bita u STEP, pin 8 u DIR, prenesite priloženi program pomoću vašeg omiljenog uređivača micro: pythona (koristio sam mu-editor). Ovaj program u osnovi postavlja PWM na pin 2 s razdobljem od 1 milisekunde (i radnim ciklusom od 50%), a vaš bi se motor trebao okretati. Postavite pin 8 na 0 ili 1 tako da se okreće na ovaj ili onaj način i promijenite razdoblje tako da okreće željenu brzinu (sve dok ne želite da ide prebrzo … za mene je puls svake milisekunde bio blizu do najveće brzine koju sam mogao postići).

Kako bih stvari učinio kompaktnijima i lakše ih ukrcao na mobilnog robota, napravio sam malu ploču. Ploča je prikazana na gornjoj slici. Na slici je ljubičasta žica koja ide od VMOT -a do VDD -a koja se krije u sjeni. Također, žuta žica koja ide od SLP -a do RST -a zapravo nije lemljena, samo sam je stavila tamo da predstavlja lem koji sam stavila na stražnju stranu ploče za spajanje ta 2 pina. Napomena: hladnjak obično nije potreban kod takvog sustava, jer crpimo mnogo, mnogo manje od 1A.

To je to, nadam se da će ovo uputstvo pomoći mnogima od vas da uživate u snazi koračnog motora u svojim projektima.