28BYJ-48 5V Stepper Motor dan Pemacu A4988: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Pernah mahu membuat robot berpusing pada sudut tepat, hanya menggunakan beberapa output Arduino atau mikro: bit anda? Semua ini murah? Itulah pengajaran untuk anda! Dalam arahan ini, kita akan melihat cara menggerakkan motor stepper yang sangat murah dengan hanya menggunakan 2 output pengawal kita dan hanya memerlukan bekalan kuasa 5V!

Saya membuat arahan ini setelah sedikit berusaha mengumpulkan maklumat, kadang kala tersalah maklumat, dan saya ingin menyelamatkan orang lain daripada melalui proses yang sama.

Tetapi sebelum memulakan, mengapa kekangan itu?

• Mengapa 5V: kerana saya mahu mengintegrasikannya pada robot mudah alih yang hanya akan berjalan dengan bateri lithium 3.7 yang mana saya dapat mengeluarkan 5V dengan penggalak.
• Mengapa menggunakan A4988 dan bukan ULN2003 yang sering disertakan dengan motor 28BYJ? Kerana, pertama, ia memerlukan 4 input. Oleh itu, menggunakan A4988 menjadikan kita menjimatkan 2 output pengawal berharga kita (dan jika anda suka bekerja dengan mikro: sedikit seperti yang saya lakukan maka output itu berharga …)! Tetapi ada banyak lagi! Mampu menggerakkan motor dengan hanya memberi langkah impuls tinggi, memberi kita kemungkinan untuk menggerakkan motor dengan PWM sederhana. Dengan menetapkan kitaran tugas hingga 50%, mengubah frekuensi PWM akan mengubah kelajuan putaran motor. Mengapa begitu hebat? Kerana jika anda mahu mengatur kelajuan motor saya dan kemudian terus mengawal perkara lain dengan Arduino atau mikro saya: bit, maka anda boleh menetapkan PWM saya dan melupakannya, yang akan menjadikan kod anda lebih mudah dibaca dan kehidupan anda begitu banyak lebih mudah (contohnya jika anda ingin membina robot seperti ini).

Oleh itu, mari kita mulakan!

Bekalan

Inilah yang anda perlukan untuk arahan ini:

• Motor stepper 1x 28BYJ
• Pemandu 1x A4988
• Papan roti 1x atau papan prototaip, kapasitor dan beberapa wayar
• Mikro: bit dan papan pemanjangan atau Arduino
• Bekalan kuasa 5V (+ 3.3V jika anda menggunakan Mikro: bit). Untuk ini saya menggunakan bateri litium 18650 dan pelindung bateri.
• Multimeter 1x

Langkah 1: Mengenal Sistem Kami

Perkara pertama yang saya cadangkan untuk memulakannya adalah dengan mempelajari lebih lanjut mengenai motor stepper dan pemandu A4988. Hei, tapi mengapa kita memerlukan pemandu ini? Bolehkah kita mengawal motor stepper tanpa pemandu? Jawapannya adalah tidak. Papan seperti Micro: bit dan Arduino pandai memproses maklumat tetapi tidak memberikan banyak arus, dan anda memerlukan arus untuk membuat motor stepper bergerak. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai bagaimana motor dan pemandu berfungsi, inilah rujukan yang saya cadangkan. Ia adalah sintetik tetapi juga mengandungi sebahagian besar maklumat yang anda perlukan untuk pendawaian.

Tetapi tunggu sebelum mencuba apa-apa! Adakah 28BYJ disesuaikan dengan A4988? Sekiranya anda melakukan carian pantas, anda akan melihat bahawa motor ini jarang hadir dengan A4988 sebagai pemandu. Sekiranya anda membaca dengan teliti rujukan sebelumnya, anda mungkin melihat sebabnya: stepper kami adalah motor unipolar sementara A4988 direka untuk menggerakkan motor bipolar, jadi kami harus meretas sedikit motor kami!

Langkah 2: Meretas Motor

Untuk menjadikan motor anda serasi dengan pemandu motor, lepaskan wayar merah dari penyambung putih. Untuk memotong konektor untuk melepaskan wayar merah dan memotong wayar merah motor. Kemudian tukar kabel kuning dan merah jambu pada penyambung. Simpan wayar dan penyambung merah untuk langkah seterusnya!

Untuk mengeluarkan kabel dari penyambung tekan wayar yang ingin anda lepaskan di dalam penyambung dan kemudian tekan bit logam yang kelihatan pada penyambung dengan alat tajam (di atas adalah gambar di mana saya melakukan ini dengan pisau kegemaran saya, pendapat!), dan akhirnya menarik dan akhirnya keseluruhan perkara harus keluar seperti pada gambar di atas. Gambar terakhir menunjukkan seperti apa penyambung pada akhir pengubahsuaian tersebut: susunan kabel pada penyambung hendaklah berwarna oren / merah jambu / kuning / biru.

(PS: dalam talian anda akan menemui beberapa tutorial yang menunjukkan bahawa anda harus melepaskan wayar merah dari motor dan kemudian menggaru PCB, lupakan itu, ini tidak perlu. Tidak berguna?)

Langkah 3: Menetapkan Pemacu

Sekarang … masa untuk memandu motor ini dengan pemandu? Belum menyesal! Anda melihat skru pada papan A4988? Kita mesti bermain-main dengannya. Skru ini pada dasarnya membolehkan anda mengatur berapa arus yang akan melalui gegelung motor anda. Dalam kes kami, sementara bekalan kuasa kami memberikan 5V dan gegelung kami di motor mempunyai rintangan 50 Ohm, arus kami tidak akan lebih dari 100mA, yang semestinya disokong oleh motor sehingga akhirnya anda dapat melewati langkah ini. Walau bagaimanapun, jika anda seperti saya dan anda mahukan motor anda mengambil arus sebanyak yang diperlukan maka ikuti juga.

Jadi untuk menetapkan pemacu, ikuti Kaedah 2 artikel ini dengan penyesuaian tersebut (seperti gambar di atas menunjukkan)

1. Gunakan 5V dari pelindung bateri untuk logik dan input kuasa motor (VMOT dikatakan memerlukan lebih daripada 8V tetapi 5V berfungsi!). 2 pin GND di papan disambungkan, jadi tidak perlu menghubungkan kedua-duanya ke landasan bateri.
2. Sambungkan pin STEP dan DIR ke 5V juga (bukan ke Arduino seperti yang ditunjukkan dalam artikel yang dirujuk)
3. Semasa menetapkan multimeter, saya menetapkan arus ke 50mA yang cukup untuk menggerakkan motor saya menggunakan separuh langkah (lebih banyak lagi pada langkah seterusnya). Untuk menyambungkan multimeter saya untuk mengukur arus di gegelung motor, kerana anda dapat melihat ono gambar di atas, saya mencabut wayar kuning dari penyambung dan memasukkan wayar merah, sehingga saya dapat meletakkan multimeter saya dari merah ke wayar kuning untuk mengukur arus.

Langkah 4: Mengawal Motor

Itu sahaja, kita hampir bersedia untuk menghidupkan motor kita. Satu-satunya perkara yang perlu dilakukan ialah:

1. untuk mengeluarkan multimeter dari sistem kami jika belum dilakukan,
2. sambungkan MS1 hingga 5V yang akan menjadikan pemandu menggunakan separuh langkah (saya menghadapi masalah untuk membuat robot berpusing dengan langkah penuh pada 5V. Tetapi sebagai sebahagian daripada objektif saya adalah untuk menjadikan semuanya berjalan pada 5V, saya menerima untuk mengorbankan sedikit kelajuan dan untuk mendapatkan ketepatan),
3. sediakan pin STEP dan DIR dengan apa yang kami mahukan dari pengawal kami.

Kemudian: jika anda ingin mengawal motor menggunakan Arduino, ikuti artikel di sini di mana anda akan menemui contoh kod. Sekiranya anda ingin mengawalnya dengan mikro: sedikit maka tinggal bersama saya sedikit lebih lama.

Mikro: bit, seperti Arduino, dilengkapi dengan GPIO. Oleh itu, setelah kita mengaktifkannya (dengan 3.3V!), Maka kita dapat memprogramkannya ke output STEP dan DIR. Walaupun nampaknya ada banyak input dan output, perlu diperingatkan bahawa sebenarnya banyak dari mereka sudah disediakan untuk tujuan lain. Anda boleh mengetahui lebih lanjut mengenai perkara ini dalam artikel ini. Anda akan melihat dalam artikel ini bahawa sebenarnya banyak input / output dibagikan dengan paparan, dan oleh itu, jika anda ingin menggunakannya, anda mesti mematikan paparan. Tetapi jangan mematikan paparan! Oleh itu, pin mana yang boleh kita gunakan? Saya akan menggunakan pin 2 dan 8 kerana saya tidak akan menggunakan pad (pin 2).

Pasang pin 2 mikro: bit ke STEP, pin 8 ke DIR, muat naik program yang dilampirkan menggunakan editor mikro: python kegemaran anda (saya menggunakan mu-editor). Program ini pada dasarnya menetapkan PWM pada pin 2 dengan jangka masa 1 milisaat (dan kitaran tugas 50%), dan motor anda harus berputar. Tetapkan pin 8 hingga 0 atau 1 untuk menjadikannya berpusing satu arah atau yang lain dan ubah noktah untuk menjadikannya memutar kelajuan yang anda mahukan (selagi anda tidak mahu ia bergerak terlalu cepat … bagi saya nadi setiap milisaat hampir dengan kelajuan maksimum yang saya dapat capai).

Untuk membuat sesuatu menjadi lebih padat dan mudah menggunakan robot mudah alih, saya membuat papan kecil. Papan ditunjukkan dalam gambar di atas. Dalam gambar itu terdapat wayar ungu yang bergerak dari VMOT ke VDD yang bersembunyi di bayang-bayang. Juga, wayar kuning dari SLP ke RST sebenarnya tidak disolder, saya meletakkannya di sana untuk mewakili solder yang saya letakkan di bahagian belakang papan untuk menghubungkan 2 pin tersebut. Catatan: pendingin biasanya tidak diperlukan dengan sistem seperti itu, kerana kita menarik lebih kurang daripada 1A.

Itu sahaja, saya harap arahan ini dapat membantu ramai anda menikmati kehebatan motor stepper dalam projek anda.