Modul závěrečného projektu krokového ovladače: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Markýz Smith a Peter Moe-Lange

Krok 1: Úvod

V tomto projektu jsme použili krokový ovladač k ovládání krokového motoru, aby se točil. Tento krokový motor se dokáže pohybovat ve velmi přesných intervalech a různými rychlostmi. Použili jsme desku FPGA Basys 3 k odeslání signálu krokovému ovladači a motoru přes nepájivé pole.

Extra funkce jsou zavedeny pomocí přepínačů, které odpovídají vstupům na krokovém ovladači. Při správné funkci by naše intervaly pohybu motoru vycházely ze stavového stroje implementovaného pomocí HDL kódu a drátových vstupů, od plného 1/1 krokového pohybu až po přesný krok 1/16. Náš reset je jednoduše „bezpečný proti selhání“; to znamená, že pokud se ve stavovém stroji stane něco nechtěného, řidič nastaví motor na nejvyšší nastavení intervalu pohybu.

Krok 2: Materiály

Zde jsou materiály, které budete potřebovat k nastavení:

Krokový ovladač A4988

Krokový motor Nema 17 (Použili jsme 4vodičový model, 6vodičový model bude vyžadovat více vstupů a kód pro funkci proměnného výkonu/točivého momentu)

Libovolné standardní prkénko

Standardní propojovací vodiče

Variabilní napájecí zdroj (Pro tento projekt jsou rozsahy výkonu poněkud specifické a citlivé pro optimální výkon)

Páska (nebo vlajka nějakého druhu pro jasnější zobrazení kroků motoru)

Klipy aligátora (Pro připojení desky k napájecímu zdroji, i když to samozřejmě lze provést několika způsoby)

Krok 3: Schémata, kód a návrh bloku

Odkaz na kód:

Tento kód je implementací modulu PWM; takový, který přebírá digitální hodinové a pracovní vstupy a vydává cyklus „zapnuto“a „vypnuto“, který simuluje analogové vstupy. Naše komponenta krokového ovladače pak bere tento výstup jako vstup a používá jej k pohonu motoru v krocích.

Disclaimer: I když jsme zpočátku používali daný hodinový VHDL kód a mírně jej upravili tak, aby běžel na našem stepperu, neměl plnou funkčnost, kterou jsme potřebovali k používání intervalů. Kód nalezený ve "zdrojové" části souboru ukazuje organizaci a autora jménem Scott Larson; přidali jsme však stavový stroj, který jsme vytvořili na konci (ve stejném souboru pwm), který moduluje cykly zapnutí a vypnutí hodin.

Krok 4: Sestavení

1. Pomocí 2 propojovacích vodičů připojte dva výstupy PMOD k propojovací desce. Ty jsou pro signál pwm_out a váš směrový signál, který se nepřímo připojí k krokovému ovladači.

2. Pomocí 3 propojovacích vodičů a pokud možno stejných sloupců PMOD pro jednoduchost připojte své „přesné“výstupy k prkénku. Tyto vodiče slouží k definování, který krokový stav se znovu spustí pomocí vstupů na krokovém ovladači

3. Pomocí 4-krimpovacího konektoru připojte 4vodičový motor k prkénku. Zajistěte, aby pořadí bylo stejné jako v nastavení vzorku; to je důležité, jinak můžete čip vyhodit.

4. Pomocí druhého 4-krimpovacího konektoru připojte první k druhému.

5. Za předpokladu, že používáte napájecí zdroj se dvěma výstupy (2 oddělené úrovně napětí/zesilovače), připojte výstup VCC desky k prkénku podle obrázku. POZNÁMKA: Ujistěte se, že je deska (a následně krokový ovladač) před motorem v dalším kroku napájena, protože byste mohli zničit vnitřní součásti čipu nadměrným napětím.

6. Nakonec pomocí aligátorových svorek nebo jiných vodičů připojte 2. výstupní napětí k motoru V SÉRII. Znovu zajistěte, aby to používalo správný výstup na krokovém ovladači.

Krok 5: Závěr

A tady to máte, běžící krokový motor, který mění své kroky na základě drátového vstupu daného krokovému ovladači. Kvůli omezenému času jsme nebyli schopni, ale chtěli jsme použít Python k převodu G-kódu do hodinových cyklů, které by pak mohly být použity ve spojení s více motory k vytvoření víceosého modulu. Rovněž se nám nepodařilo úspěšně zajistit, aby konečný krokový režim 1/16 (nejpřesnější) běžel konzistentně. To bylo pravděpodobně kvůli tomu, že se náš stavový stroj chytil nebo se automaticky resetoval před zasažením této fáze, i když naše vstupy spínačů byly pravdivé.

Zde je konečný odkaz na video:

drive.google.com/open?id=1jEnI3bdv_hVR-2FiZinzCbqi8-BS3Pwe