28BYJ-48 5V askelmoottori ja A4988-ohjain: 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Oletko koskaan halunnut saada robotin kääntymään tarkassa kulmassa käyttämällä vain muutamaa Arduino- tai micro: bit -lähtöäsi? Kaikki tämä halvalla? Se on opettavainen sinulle! Tässä ohjeessa näemme kuinka ajaa erittäin halpaa askelmoottoria käyttämällä vain kahta ohjaimen lähtöä ja vain 5 V: n virtalähdettä!

Tein tämän ohjeelliseksi, kun olin kamppaillut jonkin verran tietojen keräämisen kanssa, joskus kompastumalla väärään tietoon, ja halusin pelastaa muut saman prosessin läpikäymisestä.

Mutta ennen kuin aloitat, miksi tällainen rajoitus?

• Miksi 5 V.
• Miksi käyttää A4988 eikä ULN2003, joka usein tulee 28BYJ -moottorin mukana? Ensinnäkin se vaatii 4 tuloa. Siksi A4988: n käyttäminen säästää 2 arvokasta ohjainlähtöämme (ja jos pidät työskentelystä micro: bitin kanssa niin kuin minä, ne ovat arvokkaita …)! Mutta on enemmän! Mahdollisuus ajaa moottoria vain antamalla askeleet korkeina impulsseina antaa meille mahdollisuuden ajaa moottoria yksinkertaisella PWM: llä. Kun käyttöjakso on 50%, PWM -taajuuden muuttaminen muuttaa moottorin pyörimisnopeutta. Miksi se on hienoa? Koska jos haluat asettaa moottorin nopeuden ja jatkaa sitten muiden asioiden ohjaamista Arduino- tai micro: bit -laitteellani, voit yksinkertaisesti asettaa PWM -laitteeni ja unohtaa sen, mikä tekee koodistasi paljon luettavamman ja elämästäsi paljon helpompaa (esimerkiksi jos haluat rakentaa tällaisen robotin).

Aloitetaan siis!

Tarvikkeet

Tässä on mitä tarvitset tähän ohjeeseen:

• 1x 28BYJ askelmoottori
• 1x A4988 -ohjain
• 1x leipälevy tai prototyyppikortti, kondensaattori ja jotkut johdot
• Mikro: bitti ja laajennuslevy tai Arduino
• 5 V: n virtalähde (+3,3 V, jos käytät Micro: bittiä). Tätä varten käytin 18650 litiumakkua ja paristokoteloa.
• 1x yleismittari

Vaihe 1: Tutustu järjestelmäämme

Ensimmäinen asia, jonka suosittelen aluksi, olisi oppia lisää askelmoottoreista ja A4988 -ohjaimesta. Hei, mutta miksi tarvitsemme tätä kuljettajaa? Voisimmeko ohjata askelmoottoria ilman kuljettajaa? Vastaus on ei. Taulut, kuten Micro: bit ja Arduino, ovat hyviä käsittelemään tietoja, mutta eivät antamaan paljon virtaa, ja tarvitset virtaa askelmoottorin liikuttamiseksi. Suosittelen oppiaksesi lisätietoja moottorin ja kuljettajan toiminnasta. Se on synteettinen, mutta sisältää myös suurimman osan johdotukseen tarvittavista tiedoista.

Mutta odota ennen kuin yrität langata mitään! Onko 28BYJ mukautettu A4988: een? Jos teet pikahaun, huomaat, että tämä moottori tulee harvoin A4988: n kuljettajaksi. Jos luet edellisen viittauksen perusteellisesti, saatat nähdä miksi: askelmemme on yksinapainen moottori, kun taas A4988 on suunniteltu ajamaan kaksinapaisia moottoreita, joten meidän on hakkeroitava hieman moottoriimme!

Vaihe 2: Hakkerointi moottoriin

Jotta moottorit olisivat yhteensopivia moottorin ohjaimen kanssa, irrota punainen johto valkoisesta liittimestä. Katkaise liitin poistaaksesi punainen johto ja katkaise moottorin punainen johto. Vaihda sitten keltainen ja vaaleanpunainen kaapeli liittimessä. Säilytä punainen johto ja liitin seuraavaan vaiheeseen!

Jos haluat saada kaapelin irti liittimestä, työnnä irrotettava johto liittimeen ja työnnä sitten liittimen näkyvä metallinen kärki terävällä työkalulla (yllä on kuva, jossa teen tämän suosikkiveitsellä, opinel!) ja lopuksi vedä ja lopulta koko jutun pitäisi tulla esiin kuten yllä olevassa kuvassa. Viimeisessä kuvassa näkyy, miltä liittimen pitäisi näyttää näiden muutosten lopussa: liittimen kaapelin järjestyksen tulee olla oranssi/vaaleanpunainen/keltainen/sininen.

(PS: verkossa on joitain opetusohjelmia, jotka osoittavat, että sinun on irrotettava punainen johto moottorista ja raaputettava sitten piirilevy, unohda se, tämä ei ole välttämätöntä. Hyödytön?)

Vaihe 3: Ohjaimen asettaminen

Nyt … aika ajaa tätä moottoria kuljettajan kanssa? Ei vielä pahoillani! Näetkö A4988 -kortin ruuvin? No, meidän on pyrittävä siihen. Tämän ruuvin avulla voit periaatteessa asettaa, kuinka paljon virtaa kulkee moottorisi käämien läpi. Meidän tapauksessamme, vaikka virtalähteemme antaa 5 V ja moottorimme käämien vastus on 50 ohmia, nykyinen virta ei saa olla yli 100 mA, mikä moottorin pitäisi tukea, jotta voit lopulta ohittaa tämän vaiheen. Jos kuitenkin olet kuin minä ja haluat moottorin ottavan vain niin paljon virtaa kuin se tarvitsee, seuraa sitä.

Joten aseta ohjain noudattamalla tämän artikkelin menetelmää 2 näillä mukautuksilla (kuten yllä oleva kuva osoittaa)

1. Käytä akun suojuksen 5 V: ta sekä logiikkaan että moottorin teholähteeseen (VMOT: n sanotaan tarvitsevan yli 8 V, mutta 5 V toimii!). Taulun 2 GND -nastaa on kytketty, joten molempia ei tarvitse kytkeä akun maahan.
2. Kytke myös STEP- ja DIR -nastat 5 V: iin (ei Arduinoon, kuten viitatussa artikkelissa on esitetty)
3. Kun asetin yleismittaria, asetin virran 50 mA: ksi, mikä riitti moottorien käyttämiseen puolivaiheilla (lisää siitä seuraavassa vaiheessa). Liittääksesi yleismittarini moottorin kelan virran mittaamiseksi, kuten yllä olevasta kuvasta näet, irrotin keltaisen johdon liittimestä ja laitoin punaisen johdon, jotta voin asettaa yleismittarin punaisesta keltainen johto virran mittaamiseksi.

Vaihe 4: Moottorin ohjaus

Siinä se, olemme melkein valmiita kääntämään moottorin. Ainoa tehtävä on:

1. poistaa yleismittarimme järjestelmästämme, jos sitä ei ole jo tehty,
2. liitä MS1 5 V: iin, mikä saa kuljettajan käyttämään puolivaiheita (minulla oli vaikeuksia saada robotti kääntymään täydellä askeleella 5 V: lla. Mutta osana tavoitteeni oli saada kaikki toimimaan 5 V: lla, suostuin uhraamaan vähän nopeutta ja saadaksemme tarkkuutta),
3. toimita STEP- ja DIR -nastoille mitä haluamme ohjaimeltamme.

Sitten: jos haluat ohjata moottoria Arduinolla, seuraa yksinkertaisesti tätä artikkelia, josta löydät esimerkkikoodin. Jos haluat hallita sitä micro: bitillä, pysy kanssani vähän pidempään.

Micro: bit, kuten Arduino, sisältää GPIO: t. Siksi, kun virta on syötetty (3.3V!), Voimme ohjelmoida sen lähettämään STEP ja DIR. Vaikka tuloja ja tuotoksia näyttää olevan paljon, varoitan, että itse asiassa monet niistä on jo varattu muihin tarkoituksiin. Voit oppia lisää tästä artikkelista. Tässä artikkelissa näet, että itse asiassa monet tulot/lähdöt on jaettu näytön kanssa, ja siksi, jos haluat käyttää niitä, sinun on sammutettava näyttö. Mutta älkäämme sammuttako näyttöä! Mitä tappeja voimme siis käyttää? Käytän tappeja 2 ja 8, koska en käytä tyynyjä (nasta 2).

Kytke micro: bitin nasta 2 STEPiin, nasta 8 DIR: iin, lataa liitteenä oleva ohjelma käyttämällä suosikki micro: python -editoriasi (käytin mu-editoria). Tämä ohjelma asettaa pohjimmiltaan PWM: n nastalle 2 1 millisekunnin ajan (ja 50%: n käyttöjakson), ja moottorin pitäisi pyöriä. Aseta nasta 8 asentoon 0 tai 1, jotta se kääntyy suuntaan tai toiseen ja muuta ajanjaksoa, jotta se kääntää haluamasi nopeuden (niin kauan kuin et halua sen menevän liian nopeasti… minulle pulssi joka millisekunti oli lähellä enimmäisnopeuteen, jonka pystyin saavuttamaan).

Jotta asiat olisivat hieman kompaktimpia ja pääsisivät helposti liikkeelle mobiilirobotilla, tein pienen levyn. Taulu näkyy yllä olevassa kuvassa. Kuvassa on violetti lanka, joka kulkee VMOT: sta VDD: hen ja joka piiloutuu varjoon. Myös SLP: stä RST: hen menevää keltaista lankaa ei todellakaan ole juotettu, laitoin sen vain edustamaan juotetta, jonka laitoin levyn takaosaan näiden kahden nastan yhdistämiseksi. Huomautus: jäähdytyselementtiä ei normaalisti tarvita tällaisessa järjestelmässä, koska vedämme paljon, paljon vähemmän kuin 1A.

Siinä kaikki, toivon, että tämä ohje auttaa monia teitä nauttimaan askelmoottorin voimasta projekteissanne.