מנוע צעד הוא סוג של מנוע DC שעובד בצעדים נפרדים ומשמש בכל מקום ממצלמת מעקב ועד רובוטים ומכונות מתוחכמות. מנועי צעד מספקים שליטה מדויקת, וניתן לבדל אותם על בסיס מומנט, צעדים לכל מהפכה ומתח כניסה. בפרויקט הקודם שלטנו במנוע צעד 28-BYJ48 באמצעות Arduino. ל- 28-BYJ48 מומנט נמוך יחסית למנועי הצעד האחרים כמו NEMA 14, NEMA17.
במדריך זה אנו הולכים לשלוט על מנוע הצעד NEMA17 באמצעות Arduino Uno ו- A4988 driver driver module. למנוע הצעד Nema17 יש מומנט גבוה יותר ומתח הפעלה גבוה יותר מ- 28-BYJ48. כאן יחובר גם פוטנציומטר לבקרת כיוון מנוע הצעד.
רכיב נדרש
- ארדואינו UNO
- מנוע צעד NEMA17
- מודול נהג צעד A4988
- 47 µf קבלים
- פוטנציומטר
מנוע צעד NEMA17
הפעלת Nema17 דומה למנועי סטפ רגילים. למנוע הצעד NEMA 17 יש לוח פנים בגודל 1.7 x 1.7 אינץ ', ובדרך כלל יש לו מומנט גדול יותר מהגרסאות הקטנות יותר, כמו NEMA 14. למנוע זה שישה חוטי עופרת, והמתח המדורג הוא 12 וולט. ניתן להפעיל אותו במתח נמוך יותר, אך המומנט יירד. מנועי צעד אינם מסתובבים והם צועדים, ולמנוע NEMA17 יש זווית צעד של 1.8 מעלות. פירושו שהוא מכסה 1.8 מעלות בכל שלב. תרשים חיווט עבור NEMA17 ניתן להלן.
כפי שאתה יכול לראות שלמנוע זה יש סידור חד-קוטבי בעל שישה חוטים. חוטים אלה מחוברים בשני פיתולים מפוצלים. חוטים שחורים, צהובים וירוקים הם חלק מהסלילה הראשונה שבה השחור הוא הברז המרכזי, והצהוב והירוק הם קצה הסליל ואילו האדום, הלבן והכחול הוא חלק מהסיבוב השני, בו לבן הוא הברז המרכזי ואדום וכחול הם סליל חוטי קצה. בדרך כלל חוטי הברז המרכזיים נותרו מנותקים.
צעדים לפי מהפכה עבור NEMA17
צעדים לפי מהפכה עבור מנוע צעד מסוים מחושב באמצעות זווית הצעד של אותו מנוע צעד. אז במקרה, זווית הצעד NEMA 17 היא 1.8 מעלות.
צעדים למהפכה = 360 / זווית צעד 360 / 1.8 = 200 צעדים למהפכה
מפרט של NEMA17
- מתח מדורג: 12V DC
- זווית צעד: 1.8 מעלות.
- מספר השלבים: 4
- אורך המנוע: 1.54 אינץ '
- עופרת 4 חוטים, 8 אינץ '
- 200 מדרגות לסיבוב, 1.8 מעלות
- טמפרטורת פעולה: -10 עד 40 מעלות צלזיוס
- מומנט אחיזה חד קוטבי: 22.2 גרם
בדוק כאן גם פרויקטים שונים הקשורים למנוע צעד, אשר לא רק כולל ממשק בסיסי למיקרו-בקרים שונים אלא שיש להם פרויקטים של רובוטיקה הכוללים מנוע צעד.
מודול נהג צעד A4988
מודול נהג צעד שולט בעבודה של מנוע צעד. נהגי צעד שולחים את הזרם למנוע צעד דרך שלבים שונים.
מנהל התקן הצעד A4988 Nema 17 הוא מודול נהג מיקרו סטפינג המשמש לבקרה על מנועי צעד דו קוטביים. למודול נהג זה יש מתרגם מובנה שמשמעותו שנוכל לשלוט במנוע הצעד בעזרת מעט מאוד סיכות מהבקר שלנו.
באמצעות מודול נהג מנוע Nema 17 זה, אנו יכולים לשלוט על מנוע צעד באמצעות שני סיכות בלבד, כלומר, STEP וכיוון. סיכת STEP משמשת לבקרת השלבים ואילו סיכת DIRECTION משמשת לשליטה בכיוון המנוע. A4988 מודול הנהג מספק חמש החלטות צעד אחרות: מלא צעד, האפט-צעד, רבע צעד, שמונה-צעד, ו-צעד שישה עשר . אתה יכול לבחור את רזולוציות השלבים השונות באמצעות סיכות בורר הרזולוציה ((MS1, MS2 ו- MS3). טבלת האמת עבור סיכות אלה מובאת להלן:
| MS1 | MS2 | MS3 | רזולוציית Microstep |
| נָמוּך | נָמוּך | נָמוּך | שלב מלא |
| גָבוֹהַ | נָמוּך | נָמוּך | שלב חצי (שלב חצי) |
| נָמוּך | גָבוֹהַ | נָמוּך | ¼ שלב (שלב רבעי) |
| גָבוֹהַ | גָבוֹהַ | נָמוּך | 1/8 שלב (שלב שמיני) |
| גָבוֹהַ | גָבוֹהַ | גָבוֹהַ | שלב 1/16 (שלב שש עשרה) |
מפרט A4988
מקסימום מתח הפעלה: 35V
דקה מתח הפעלה: 8V
מקסימום זרם לשלב: 2 א
רזולוציית Microstep: שלב מלא, צעד ½, צעד ¼, שלב 1/8 ו- 1/16
הגנת מתח לאחור: לא
מידות: 15.5 × 20.5 מ"מ (0.6 ″ × 0.8 ″)
תרשים מעגל
תרשים מעגלים לשליטה במנוע צעד Nema 17 עם Arduino ניתן בתמונה לעיל. כמודול A4988 יש מתורגמן מובנה שמשמעותו שעלינו לחבר רק את סיכות הצעד והכיוון לארדואינו. סיכת צעד משמשת לשליטה על המדרגות ואילו סיכת הכיוון משמשת לשליטה בכיוון. מנוע צעד מופעל באמצעות מקור חשמל 12V, ומודול A4988 מופעל באמצעות Arduino. פוטנציומטר משמש לבקרת כיוון המנוע.
אם אתה מסובב את הפוטנציומטר עם כיוון השעון, אז צעד יסתובב בכיוון השעון, ואם אתה מסובב את הפוטנציומטר נגד כיוון השעון, אז הוא יסתובב נגד כיוון השעון. נעשה שימוש בקבל של 47 µf להגנה על הלוח מפני דוקר מתח. סיכות MS1, MS2 ו- MS3 נותרות מנותקות, כלומר הנהג יפעל במצב שלב מלא.
חיבורים מלאים ל Arduino Nema 17 A4988 המופיעים בטבלה שלהלן.
|
S.NO. |
סיכה A4988 |
חיבור |
|
1 |
VMOT |
+ סוללה |
|
2 |
GND |
-מצבר של סוללה |
|
3 |
VDD |
5V של ארדואינו |
|
4 |
GND |
GND של Arduino |
|
5 |
STP |
סיכה 3 של ארדואינו |
|
6 |
DIR |
סיכה 2 של ארדואינו |
|
7 |
1A, 1B, 2A, 2B |
מנוע צעדים |
הסבר קוד
קוד מלא עם בקרת וידאו עובדת Nema 17 עם Arduino ניתן בסוף הדרכה זו, כאן אנו מסבירים את התוכנית המלאה להבנת עבודתו של הפרויקט.
קודם כל, הוסף את ספריית המנוע הצעד ל- IDE של ארדואינו. תוכלו להוריד את ספריית המנוע הצעד מכאן.
לאחר מכן הגדירו את מספר הצעדים עבור ה- NEMA 17. כפי שחישבנו, המס 'לא. הצעדים למהפכה עבור NEMA 17 הוא 200.
#לִכלוֹל
לאחר מכן, ציין את הפינים אליהם מחובר מודול הנהג והגדר את סוג ממשק המנוע כ- Type1 מכיוון שהמנוע מחובר דרך מודול הנהג.
צעד צעד (צעדים, 2, 3); #define motorInterfaceType 1
לאחר מכן קבע את המהירות עבור מנוע צעד באמצעות פונקציית stepper.setSpeed . מהירות המנוע המקסימלית עבור NEMA 17 היא 4688 סל"ד, אך אם אנו מפעילים אותה מהר יותר ממומנט של 1000 סל"ד נופל במהירות.
הגדרת חלל () { stepper.setSpeed (1000);
עכשיו ב- העיקרי לולאה, נוכל לקרוא את הערך פוטנציומטר מן הסיכה A0. בלולאה זו, יש שתי פונקציות האחת היא potVal , והשנייה היא Pval . אם הערך הנוכחי, כלומר, potVal גבוה מהערך הקודם, כלומר, Pval ממנו הוא יעבור עשרה צעדים בכיוון השעון ואם הערך הנוכחי נמוך מהערך הקודם, הוא יעבור עשרה צעדים בכיוון נגד כיוון השעון.
potVal = מפה (analogRead (A0), 0,1024,0,500); אם (potVal> Pval) stepper.step (10); אם (potVal
עכשיו חבר את Arduino למחשב הנייד שלך והעלה את הקוד ללוח UNO Arduino שלך באמצעות Arduino IDE, בחר את הלוח ואת היציאה לא ואז לחץ על כפתור ההעלאה.
עכשיו אתה יכול לשלוט בכיוון של מנוע צעד Nema17 באמצעות הפוטנציומטר. העבודה המלאה של הפרויקט מוצגת בסרטון להלן. אם יש לך ספק בנוגע לפרויקט זה, פרסם אותם בסעיף ההערות למטה.