Náhodné experimenty PWM stejnosměrného motoru + Odstraňování problémů s kodérem: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Často jsou chvíle, kdy něčí odpadky jsou pokladem jiného, a to byl pro mě jeden z těch okamžiků.

Pokud mě sledujete, pravděpodobně víte, že jsem zahájil obrovský projekt na vytvoření vlastní 3D tiskárny CNC ze šrotu. Tyto kusy byly vyrobeny ze starých částí tiskárny a různých krokových motorů.

Tento tiskový vozík pochází z jehličkové tiskárny Texas Instruments z 80. let minulého století. Bohužel si nepamatuji, jaký byl model, ale mám číslo motoru 994206-0001. Tento stejnosměrný motor je vybaven také kodérem, což by bylo užitečné použít pro moderní aplikace. Ve spěchu obnovit tuto sestavu jsem ji pouze odstranil a vyfotil, kde byla připojena.

V tomto Instructable se pokusím zjistit, zda motor a kodér skutečně fungují a k čemu jsou pin-outy.

Zásoby:

Stejnosměrný motor s kodérem

Arduino UNO, NANO

L298N H-můstek

DC Buck Converter

Napájení schopné přidruženého napětí (napětí), které možná budete potřebovat (starý PC ATX může být schůdná volba)

Kabely

PC s Arduino IDE

Multimetr

Notebook !!

Krok 1: Rychlý pohled na sestavu

Obrázek 1 ukazuje hlavní polovinu vozíku. Bylo vybaveno sestavou, motorem s kodérem a pásy pro staré jehličkové podávání papíru. Odstranil jsem koleje a část spodní sestavy. Spodní kus, který jsem odstranil, byla ocelová podpěrná tyč, která byla ve skutečnosti docela těžká (v dnešní době se nezdá, že by je tak dělali).

Obrázek dva ukazuje, kde byly z řídicí desky odstraněny J8 (konektor kodéru) a J6 (konektor motoru). Vyfotil jsem to do školy sám na stopách a integrovaných obvodech z "základní desky".

Na obrázcích 3 a 4 vidíte konektory motoru a kodéru.

Po zmapování stop na kodéru a reprodukci schématu jsem byl schopen vytvořit svůj vlastní diagram, který jsem mohl mít okamžitě k dispozici. Pin kodéru byl pro mě nejdůležitější věc, kterou jsem měl určit, a je zaměřením tohoto pokynu pro odstraňování problémů. To uvidíme v další části.

Krok 2: Porozumění pin-outu kodéru

Nyní musím zjistit, jaký je pin-out na kodéru. Piny 1 až 8 jsem libovolně označil a popisuji je na posledním obrázku. Z pohledu na řídicí desku a stopy na kodéru samotném předpokládám, že kolíky 1 a 6 jsou uzemněny a 5 je Vcc (výkon, 5 V). Připojení pro 2 je vypnuto, takže je zbytečné a 3, 4, 7 a 8 jsou výstupy pro diodové pole. UPOZORNĚNÍ: Svým testem činím odvážný předpoklad! Na svém napájecím zdroji jsem připojil uzemnění, ale pak přímo připojuji 5 V ke kodéru. Počínaje tímto vysokým napětím by mohlo váš kodér proveditelně zničit, pokud nevíte, jaké napětí potřebuje (jako jsem to nevěděl). Možná budete chtít začít s nižším napětím, jako je 3,3 V. Po připojení mého zdroje 5 V ke kolíku kodéru 5 a uzemnění ke kolíku 1 přilepím uzemnění multimetru ke kolíku 1 a kolíku 5, abych zajistil napájení, obr. 2. Poté začnu testovat pin 3, což je to, co jsem předpokládal, bylo jedno z polí fotodiod, obrázky 3-5. Jak vidíte, cykly napětí od téměř 0 V do téměř 5 V, když otáčím hřídelí motoru. To bylo dobré znamení, které dokázalo, že moje hypotéza byla správná! Totéž jsem udělal pro piny 4, 7 a 8 a dosáhl jsem stejných výsledků. Takže teď jsem určil, jaké jsou výstupní piny pro můj kodér.

Totéž můžete udělat s jakýmkoli optickým senzorem, který vytáhnete z tiskárny, ze které možná zachraňujete součásti, protože většina z nich není vybavena 8kolíkovými konektory. U moderních domácích tiskáren se zdají být 3 nebo 4pinové typy. HomoFaciens má skvělé video na YouTube, jak určit neznámý pin pro optické senzory.

Krok 3: Jednoduchý náčrt Arduina pro přesun motoru dopředu a dozadu

Nyní, když mám data pro kodér motoru, je na čase zjistit, jak bude samotný motor běžet. Za tímto účelem jsem napsal velmi základní skicu pro Arduino, obrázky 3 - 5. Svůj vstup pro modulaci šířky pulsu z L298N definuji jako „enB“. U kolíků 3 a 4 jsem jej nastavil tak, aby umožnil motoru podle potřeby vyměnit směry. Tohle bude

A. Zapněte motor

B. Pohybujte se jedním směrem po dobu 2 sekund

C. Vyměňte směr na 2 sekundy a

D. Opakujte

Chci jen vyzkoušet nastavení a funkčnost, a to se osvědčilo (po změně pulsu z 50 na 100, viz obrázek výše).

Další skica zvyšuje zrychlení, obrázky 6 - 8. Začínám PWM od 100 (jak bylo určeno z prvního běhu skici) a zrychluji na 255. To bude

A. Zrychlete kolík 3 (směr CW) ze 100 na 255 na PWM po dobu 0,1 sekundy

B. Zpomalte z 255 na 100 na 0,1 sekundy

C. Směr výměny, kolík 4 (CCW)

D. Zrychlení/zpomalení, stejné jako u kolíku 3

E. Opakujte

Tento proces je (trochu) vidět na posledním obrázku, ale viz video pro lepší vizuální podobu.

Tyto základní skici lze také přizpůsobit vašemu stejnosměrnému motoru. Věřím, že mnoho lidí používá tento typ skici k ovládání robotů nebo jiného typu válcovacího zařízení. Chtěl jsem jen ověřit provoz a lépe porozumět tomu, zda tento motor poběží nebo ne.

Krok 4: Závěrečné myšlenky (prozatím)

Zde bych řekl, že fáze 1 je dokončena.

Vím, že kodér funguje a motor poběží s PWM na Arduinu.

Další věcí pro moji konečnou aplikaci by bylo:

1. Určete puls na otáčku (PPR) kodéru pro jeho dráhu A & B, nahoře a dole. Jsem si jistý, že někde existuje skica, kde bych mohl spustit svůj PWM spolu s čítačem impulsů kodéru, CW a CCW, ale zatím jsem žádný nenašel. (Jakékoli komentáře k tomu, kde najít skicu Arduina, budou velmi oceněny!)

2. Zjistěte, jak provozovat tento stejnosměrný motor/kodér na GRBL a nevyhnutelně kalibrujte osy. (Opět prosím napište komentář, pokud to někde víte) Chtěl bych to udělat pomocí přenosného počítače Microsoft. Našel jsem nějaké pomocí Linuxu, ale to mi nepomůže.

3. Navrhněte stroj, aby fungoval jako součást celého CNC.

Jakékoli myšlenky na tento cíl jsou rozhodně doporučeny, pokud byste je chtěli zanechat v sekci komentářů. Děkuji za shlédnutí a doufám, že to někomu pomůže/inspiruje.