28BYJ-48 5V krokový motor a ovladač A4988: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Chtěli jste někdy přimět robota, aby se otáčel v přesném úhlu, a to pomocí pouze několika výstupů vašeho Arduina nebo micro: bit? To vše levně? To je pro vás návod! V tomto pokynu uvidíme, jak řídit velmi levný krokový motor pomocí pouze 2 výstupů našeho ovladače a vyžadujících pouze 5V napájení!

Poté, co jsem trochu bojoval se shromažďováním informací, někdy jsem narazil na dezinformace, jsem to udělal instruktážním a chtěl jsem zachránit ostatní, aby neprošli stejným procesem.

Proč ale před spuštěním takové omezení?

• Proč 5V: protože to chci integrovat do mobilního robota, který poběží pouze s lithiovou baterií 3,7, kterou mohu pomocí posilovače dostat na 5V.
• Proč používat A4988 a ne ULN2003, který se často dodává s motorem 28BYJ? Protože nejprve to vyžaduje 4 vstupy. Díky použití A4988 nám tedy ušetří 2 vzácné výstupy řadiče (a pokud rádi pracujete s mikro: bitem jako já, pak jsou tyto výstupy vzácné …)! Ale je toho víc! Možnost řídit motor pouhým dáváním kroků jako vysokých impulsů nám dává možnost pohánět motor jednoduchým PWM. Nastavením pracovního cyklu na 50%se změnou frekvence PWM změní rychlost otáčení motoru. Proč je to skvělé? Protože pokud chcete nastavit rychlost mého motoru a poté pokračovat v ovládání dalších věcí pomocí mého Arduina nebo micro: bit, můžete jednoduše nastavit můj PWM a zapomenout na to, díky čemuž bude váš kód mnohem čitelnější a váš život tolik jednodušší (například pokud chcete postavit robota, jako je tento).

Začněme tedy!

Zásoby

Zde je to, co budete potřebovat pro tento instruktáž:

• 1x krokový motor 28BYJ
• 1x ovladač A4988
• 1x prkénko nebo prototypovací deska, kondenzátor a nějaké dráty
• Micro: bitová a rozšiřující deska nebo Arduino
• Napájení 5V (+3,3V, pokud používáte Micro: bit). K tomu jsem použil lithiovou baterii 18650 a kryt baterie.
• 1x multimetr

Krok 1: Seznámení s naším systémem

První věc, kterou bych doporučil začít, by bylo dozvědět se více o krokových motorech a ovladači A4988. Hej, ale proč potřebujeme tento ovladač? Mohli bychom ovládat krokový motor bez ovladače? Odpověď je ne. Desky jako Micro: bit a Arduino dobře zpracovávají informace, ale nevydávají velký proud, a k pohybu krokového motoru potřebujete proud. Chcete -li se dozvědět více o tom, jak motor i ovladač fungují, doporučuji tuto referenci. Je syntetický, ale také obsahuje většinu informací, které budete k zapojení potřebovat.

Ale počkejte, než se pokusíte cokoli zapojit! Je 28BYJ přizpůsoben A4988? Pokud provedete rychlé vyhledávání, uvidíte, že tento motor se s A4988 jako řidičem dodává jen zřídka. Pokud si důkladně přečtete předchozí referenci, možná pochopíte proč: náš krokový motor je unipolární motor, zatímco A4988 je určen k pohonu bipolárních motorů, takže budeme muset náš motor trochu nabourat!

Krok 2: Hackování motoru

Aby byly vaše motory kompatibilní s ovladačem motoru, jednoduše vyndejte červený vodič z bílého konektoru. Chcete -li přerušit konektor, odstraňte červený vodič a přestřihněte červený vodič motoru. Poté zaměňte žlutý a růžový kabel na konektoru. Ponechte si červený vodič a konektor pro další krok!

Chcete -li dostat kabel z konektoru, zatlačte na kabel, který chcete v konektoru odstranit, a poté ostrým nástrojem zatlačte viditelný kovový bit na konektor (nahoře je obrázek, kde to dělám pomocí svého oblíbeného nože, náhledu!)), a nakonec zatáhnout a nakonec by to celé mělo vyjít jako na obrázku výše. Poslední obrázek ukazuje, jak by měl konektor na konci těchto úprav vypadat: pořadí kabelu na konektoru by mělo být oranžové/růžové/žluté/modré.

(PS: online najdete několik návodů, které naznačují, že musíte odpájet červený vodič od motoru a poté poškrábat desku plošných spojů, na to zapomeňte, to není nutné. Zbytečné?)

Krok 3: Nastavení ovladače

Nyní … čas řídit tento motor s řidičem? Ještě ne promiňte! Vidíte šroub na desce A4988? Budeme si s tím muset pohrát. Tento šroub vám v zásadě umožňuje nastavit, jaký proud bude procházet cívkami vašeho motoru. V našem případě, zatímco náš napájecí zdroj dává 5 V a naše cívky v motoru mají odpor 50 ohmů, náš proud nebude větší než 100 mA, což by mělo být podporováno motorem, abyste mohli tento krok nakonec přeskočit. Pokud jste však jako já a chcete, aby váš motor odebíral pouze tolik proudu, kolik potřebuje, postupujte podle pokynů.

Chcete -li nastavit ovladač, postupujte podle metody 2 tohoto článku s těmito úpravami (jak ukazuje obrázek výše)

1. Použijte 5V ze štítu baterie pro logiku i pro příkon motoru (VMOT prý potřebuje více než 8V, ale 5V funguje!). 2 piny GND na desce jsou připojeny, takže není nutné je oba připojovat k uzemnění baterie.
2. Připojte piny STEP a DIR také k 5V (nikoli k Arduinu, jak je uvedeno v odkazovaném článku)
3. Při nastavování multimetru jsem nastavil proud na 50 mA, což stačilo k pohonu mých motorů pomocí polovičních kroků (o tom v dalším kroku). Abych připojil svůj multimetr k měření proudu v cívce motoru, jak vidíte na obrázku výše, odpojil jsem žlutý vodič od konektoru a zapojil červený vodič, abych mohl svůj multimetr umístit z červeného na žlutý vodič pro měření proudu.

Krok 4: Ovládání motoru

To je vše, jsme téměř připraveni roztočit motor. Jediné, co musíte udělat, je:

1. vyjmout náš multimetr z našeho systému, pokud již není proveden,
2. připojte MS1 k 5V, což přiměje řidiče používat poloviční kroky (měl jsem problém přimět robota, aby se otočil s plnými kroky na 5V. Ale jako součást mého cíle bylo zajistit, aby vše běželo na 5V, souhlasil jsem, že obětuji trochu rychlosti a získat určitou přesnost),
3. poskytnout kolíky STEP a DIR to, co od našeho ovladače požadujeme.

Pak: pokud chcete ovládat motor pomocí Arduina, jednoduše postupujte podle článku zde, kde najdete ukázkový kód. Pokud to chceš ovládat pomocí mikro: bitu, zůstaň se mnou ještě chvíli.

Micro: bit, jako Arduino, přichází s GPIO. Jakmile ji tedy napájíme (3,3 V!), Pak ji můžeme naprogramovat tak, aby vystupovala STEP a DIR. I když se zdá, že existuje mnoho vstupů a výstupů, upozorňujeme, že ve skutečnosti je mnoho z nich již vyhrazeno pro jiné účely. Více se o tom můžete dozvědět v tomto článku. V tomto článku uvidíte, že ve skutečnosti je mnoho vstupů/výstupů sdíleno s displejem, a proto pokud je chcete použít, budete muset vypnout zobrazení. Ale nevypínejme displej! Které piny tedy můžeme použít? Použiji piny 2 a 8, protože nebudu používat podložky (pin 2).

Zapojte pin 2 micro: bit do STEP, pin 8 do DIR, nahrajte připojený program pomocí vašeho oblíbeného editoru micro: python (použil jsem mu-editor). Tento program v zásadě nastavuje PWM na kolíku 2 s periodou 1 milisekundu (a 50% pracovním cyklem) a váš motor by se měl otáčet. Nastavte kolík 8 na 0 nebo 1, aby se otočil tak či onak, a změňte tečku tak, aby otáčel požadovanou rychlostí (pokud nechcete, aby to šlo příliš rychle … pro mě byl puls každou milisekundu blízko na maximální rychlost, které jsem mohl dosáhnout).

Aby byly věci trochu kompaktnější a snadno se pustily do mobilního robota, vyrobil jsem malou desku. Deska je zobrazena na obrázku výše. Na obrázku je fialový drát procházející z VMOT do VDD, který se skrývá ve stínu. Také žlutý vodič přecházející ze SLP na RST není ve skutečnosti pájen, jen jsem to tam dal, aby představoval pájku, kterou jsem dal na zadní stranu desky, abych spojil ty 2 piny. Poznámka: chladič u takového systému obvykle není nutný, protože čerpáme mnohem, mnohem méně než 1A.

To je vše, doufám, že tento návod pomůže mnoha z vás užít si sílu krokového motoru ve vašich projektech.