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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Chceli ste niekedy, aby sa robot otáčal pod presným uhlom pomocou iba niekoľkých výstupov vášho Arduina alebo mikro: bitu? To všetko lacno? To je návod pre vás! V tomto návode uvidíme, ako ovládať veľmi lacný krokový motor pomocou iba 2 výstupov nášho ovládača a vyžadujúcich iba 5 V napájanie!

Po troche snahy zhromaždiť informácie som to urobil poučiteľným, niekedy som narazil na dezinformácie, a chcel som zachrániť ostatných, aby neprešli rovnakým procesom.

Prečo však pred začatím takéhoto obmedzenia?

• Prečo 5V: pretože to chcem integrovať do mobilného robota, ktorý bude fungovať iba s lítiovou batériou 3,7, ktorú môžem pomocou zosilňovača dostať na 5V.
• Prečo používať A4988 a nie ULN2003, ktorý sa často dodáva s motorom 28BYJ? Pretože najskôr to vyžaduje 4 vstupy. Preto používanie A4988 ušetrí 2 naše vzácne výstupy ovládača (a ak radi pracujete s mikro: bitom ako ja, potom sú tieto výstupy vzácne …)! Ale je toho viac! Schopnosť poháňať motor iba tým, že dávame kroky ako vysoké impulzy, nám dáva možnosť poháňať motor jednoduchým PWM. Nastavením pracovného cyklu na 50%, zmenou frekvencie PWM sa zmenia otáčky motora. Prečo je to skvelé? Pretože ak chcete nastaviť rýchlosť môjho motora a potom pokračovať v ovládaní ďalších vecí pomocou môjho Arduina alebo micro: bitu, môžete jednoducho nastaviť moje PWM a zabudnúť na to, vďaka čomu bude váš kód oveľa čitateľnejší a váš život tak veľmi jednoduchšie (napríklad ak chcete takto postaviť robota).

Začnime teda!

Zásoby

Čo budete potrebovať pre tento návod:

• 1x krokový motor 28BYJ
• 1x ovládač A4988
• 1x nepájivá doska alebo prototypová doska, kondenzátor a niektoré vodiče
• Micro: bitová a rozširujúca doska alebo Arduino
• Napájanie 5 V (+3,3 V, ak používate Micro: bit). Na tento účel som použil lítiovú batériu 18650 a kryt batérie.
• 1x multimeter

Krok 1: Zoznámte sa s naším systémom

Prvá vec, s ktorou by som odporučil začať, by bolo dozvedieť sa viac o krokových motoroch a ovládači A4988. Hej, ale prečo potrebujeme tento ovládač? Mohli by sme krokový motor ovládať bez vodiča? Odpoveď je nie. Dosky ako Micro: bit a Arduino dobre spracovávajú informácie, ale nevydávajú veľký prúd, a na pohyb krokového motora potrebujete prúd. Odporúčam vám, aby ste sa dozvedeli viac o tom, ako funguje motor a ovládač. Je syntetický, ale obsahuje aj väčšinu informácií, ktoré budete potrebovať pre zapojenie.

Ale počkajte, kým sa pokúsite niečo prepojiť! Je 28BYJ prispôsobený A4988? Ak urobíte rýchle vyhľadávanie, zistíte, že tento motor sa len zriedka vyskytuje ako ovládač A4988. Ak si dôkladne prečítate predchádzajúcu referenciu, možno pochopíte prečo: náš krokový motor je unipolárny motor, zatiaľ čo A4988 je určený na pohon bipolárnych motorov, takže budeme musieť náš motor trochu nabourať!

Krok 2: Hacknutie motora

Aby boli vaše motory kompatibilné s ovládačom motora, jednoducho vyberte červený vodič z bieleho konektora. Ak to chcete urobiť, odrežte konektor, odstráňte červený vodič a prerušte červený vodič motora. Potom vymeňte žltý a ružový kábel za konektor. Ponechajte si červený vodič a konektor pre ďalší krok!

Ak chcete dostať kábel z konektora, zatlačte na kábel, ktorý chcete odstrániť, v konektore a potom ostrým nástrojom zatlačte viditeľný kovový bit na konektore (vyššie je obrázok, kde to robím svojim obľúbeným nožom, recenzentom!), a nakoniec potiahnite a nakoniec by to celé malo vyjsť ako na obrázku vyššie. Posledný obrázok ukazuje, ako by mal konektor na konci týchto úprav vyzerať: poradie kábla na konektore by malo byť oranžové/ružové/žlté/modré.

(PS: online nájdete niekoľko návodov, ktoré naznačujú, že musíte odpojiť červený vodič od motora a potom poškriabať DPS, na to zabudnite, to nie je potrebné. Je to zbytočné?)

Krok 3: Nastavenie ovládača

Teraz … je čas riadiť tento motor s vodičom? Ešte nie je mi to ľúto! Vidíte skrutku na doske A4988? Budeme sa s tým musieť pohrať. Táto skrutka vám v zásade umožňuje nastaviť, koľko prúdu bude prechádzať cievkami vášho motora. V našom prípade, zatiaľ čo náš napájací zdroj dáva 5 V a naše cievky v motore majú odpor 50 ohmov, náš prúd nebude väčší ako 100 mA, čo by malo byť podporované motorom, aby ste tento krok mohli nakoniec preskočiť. Ak ste však ako ja a chcete, aby váš motor odoberal iba toľko prúdu, koľko potrebuje, postupujte podľa pokynov.

Ak chcete nastaviť ovládač, postupujte podľa metódy 2 tohto článku s týmito úpravami (ako ukazuje obrázok vyššie)

1. Použite 5V zo štítu batérie na logiku aj na príkon motora (VMOT údajne potrebuje viac ako 8V, ale 5V funguje!). 2 piny GND na doske sú prepojené, takže nie je potrebné oba spájať s uzemnením batérie.
2. Pripojte piny STEP a DIR aj k 5V (nie k Arduinu, ako je uvedené v citovanom článku)
3. Pri nastavovaní multimetra som nastavil prúd na 50 mA, čo stačilo na pohon mojich motorov pomocou polovičných krokov (viac o tom v nasledujúcom kroku). Aby ste pripojili svoj multimeter na meranie prúdu v cievke motora, ako vidíte na obrázku vyššie, odpojil som žltý vodič od konektora a zapojil červený vodič, aby som mohol svoj multimeter zapojiť z červeného do žltý drôt na meranie prúdu.

Krok 4: Ovládanie motora

To je všetko, sme takmer pripravení roztočiť motor. Jediné, čo musíte urobiť, je:

1. odstrániť náš multimetr z nášho systému, ak ešte nie je vykonaný,
2. pripojte MS1 k 5V, čo umožní vodičovi používať polovičné kroky (mal som problém prinútiť robota, aby sa otáčal s úplnými krokmi na 5V. Ale ako súčasť môjho cieľa bolo, aby všetko bežalo na 5V, súhlasil som, že obetujem trochu rýchlosti. a získať určitú presnosť),
3. poskytnite kolíkom STEP a DIR to, čo chceme od nášho ovládača.

Potom: ak chcete ovládať motor pomocou Arduina, jednoducho postupujte podľa článku tu, kde nájdete vzorový kód. Ak to chcete ovládať pomocou mikro: bitu, zostaňte so mnou trochu dlhšie.

Micro: bit, ako Arduino, je dodávaný s GPIO. Preto keď ho napájame (3,3 V!), Potom ho môžeme naprogramovať na výstup STEP a DIR. Aj keď sa zdá, že existuje veľa vstupov a výstupov, upozorňujeme, že v skutočnosti je mnoho z nich už vyhradených na iné účely. Viac sa o tom môžete dozvedieť v tomto článku. V tomto článku uvidíte, že v skutočnosti je mnoho vstupov/výstupov zdieľaných s displejom, a preto ak ich chcete použiť, budete musieť vypnúť displej. Ale nevypínajme displej! Aké špendlíky teda môžeme použiť? Budem používať kolíky 2 a 8, pretože nebudem používať podložky (kolík 2).

Zapojte pin 2 micro: bit do KROKU, pin 8 do DIR, nahrajte priložený program pomocou vášho obľúbeného editora micro: python (použil som mu-editor). Tento program v zásade nastavuje PWM na kolíku 2 s periódou 1 milisekundu (a 50% pracovným cyklom) a váš motor by sa mal otáčať. Nastavte kolík 8 na 0 alebo 1, aby sa otáčal tak alebo onak, a zmeňte bodku tak, aby otáčal požadovanou rýchlosťou (pokiaľ nechcete, aby to išlo príliš rýchlo … pre mňa bol pulz každú milisekundu blízko na maximálnu rýchlosť, ktorú som mohol dosiahnuť).

Aby boli veci o niečo kompaktnejšie a ľahko sa pustili do mobilného robota, vyrobil som malú dosku. Doska je zobrazená na obrázku vyššie. Na obrázku je purpurový drôt prechádzajúci z VMOT do VDD, ktorý sa skrýva v tieni. Tiež žltý drôt idúci od SLP k RST nie je v skutočnosti spájkovaný, len som ho tam dal, aby predstavoval spájku, ktorú som dal na zadnú stranu dosky na pripojenie týchto 2 pinov. Poznámka: chladič sa v takom systéme bežne nevyžaduje, pretože čerpáme oveľa, oveľa menej ako 1A.

To je všetko, dúfam, že tento návod pomôže mnohým z vás vychutnať si silu krokového motora vo vašich projektoch.