Modul finálneho projektu krokového ovládača: 5 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:06

Markíza Smith a Peter Moe-Lange

Krok 1: Úvod

V tomto projekte sme použili krokový ovládač na ovládanie krokového motora na otáčanie. Tento krokový motor sa dokáže pohybovať vo veľmi presných intervaloch a pri rôznych rýchlostiach. Na dosku FPGA Basys 3 sme použili signál na krokový menič a motor cez nepájivé pole.

Extra funkcie sú zavedené pomocou prepínačov, ktoré zodpovedajú vstupom na krokovom ovládači. Pri správnom fungovaní by boli naše intervaly pohybu motora založené na stavovom stroji implementovanom pomocou kódu HDL a drôtových vstupov, od úplného 1/1 krokového pohybu po presný ako 1/16 krokového pohybu. Náš reset je jednoducho „bezpečný pre prípad zlyhania“; to znamená, že ak sa v štátnom automate stane niečo nechcené, vodič predvolene nastaví motor na nastavenie najvyššieho intervalu pohybu.

Krok 2: Materiály

Tu sú materiály, ktoré budete potrebovať na nastavenie:

Krokový ovládač A4988

Krokový motor Nema 17 (Použili sme 4-vodičový model, 6-vodičový model bude vyžadovať viac vstupov a kód pre variabilný výkon/krútiaci moment)

Akékoľvek štandardné doštičky

Štandardné prepojovacie vodiče

Variabilný zdroj napájania (Pre tento projekt sú rozsahy výkonu do určitej miery špecifické a citlivé na optimálny výkon)

Páska (alebo nejaká vlajka na zobrazenie krokov motora jasnejšie)

Klipy aligátora (Na pripojenie dosky k zdroju napájania, aj keď to samozrejme je možné vykonať niekoľkými spôsobmi)

Krok 3: Schémy, kód a návrh bloku

Odkaz na kód:

Tento kód je implementáciou modulu PWM; taký, ktorý preberá digitálne hodinové a pracovné vstupy a vydáva cyklus „zapnutia“a „vypnutia“, ktorý simuluje analógové vstupy. Náš komponent krokového ovládača potom vezme tento výstup ako vstup a použije ho na krokové poháňanie motora.

Disclaimer: Aj keď sme pôvodne používali daný hodinový VHDL kód a mierne sme ho upravili tak, aby bežal na našom stepperi, nemal úplnú funkcionalitu, ktorú sme potrebovali na používanie intervalov. Kód nájdený v „zdrojovej“časti súboru ukazuje organizáciu a autora menom Scott Larson; pridali sme však stavový automat, ktorý sme vytvorili na konci (v rovnakom súbore pwm), ktorý moduluje cykly zapínania a vypínania hodín.

Krok 4: Zostavenie

1. Pomocou 2 prepojovacích káblov prepojte svoje dva výstupy PMOD s doskou. Tieto slúžia na signál pwm_out a váš smerový signál, ktorý sa bude nepriamo spájať s krokovým ovládačom.

2. Pomocou 3 prepojovacích káblov a podľa možnosti rovnakých stĺpcov PMOD kvôli jednoduchosti pripojte svoje „presné“výstupy k prepojovaciemu panelu. Tieto vodiče slúžia na definovanie, ktorý krokový stav sa znova spustí pomocou vstupov na krokovom ovládači

3. Pomocou 4-krimpovacieho konektora pripojte 4-vodičový motor k nepájivému panelu. Zaistite, aby bolo poradie rovnaké ako pri vzorovom nastavení; to je dôležité, inak môžete čip vyhodiť.

4. Pomocou druhého 4-krimpovacieho konektora pripojte prvý k druhému.

5. Za predpokladu, že používate napájanie s dvojitým výstupom (2 oddelené úrovne napätia/zosilňovača), pripojte výstup VCC dosky k doske podľa obrázku. POZNÁMKA: V nasledujúcom kroku sa uistite, že doska (a následne krokový ovládač) je pred motorom napájaná, pretože by ste mohli prebytočné napätie zničiť vnútorné časti čipu.

6. Nakoniec pomocou aligátorových svoriek alebo iných drôtov pripojte 2. výstupné napätie k motoru V SÉRII. Znova sa uistite, že to používa správny výstup na krokovom ovládači.

Krok 5: Záver

A tu to máte, bežecký krokový motor, ktorý mení svoje kroky na základe drôtového vstupu daného krokovému ovládaču. Vzhľadom na náš obmedzený čas sme to nedokázali, ale chceli sme použiť Python na preklad kódu G do hodinových cyklov, ktoré by potom bolo možné použiť v spojení s viacerými motormi na vytvorenie viacosového modulu. Tiež sa nám nepodarilo úspešne dosiahnuť, aby konečný krokový režim 1/16 (najpresnejší) fungoval konzistentne. Bolo to pravdepodobne kvôli tomu, že sa náš stavový stroj chytil alebo sa automaticky resetoval predtým, ako prešiel do tejto fázy, aj keď naše vstupy prepínačov boli pravdivé.

Tu je odkaz na posledné video:

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