28BYJ-48 5V стъпков двигател и драйвер A4988: 4 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Някога искали ли сте да накарате робот да се завърти под точен ъгъл, използвайки само няколко изхода на вашия Arduino или micro: bit? Всичко това евтино? Това е инструкцията за вас! В тази инструкция ще видим как да управляваме много евтин стъпков двигател, използвайки само 2 изхода на нашия контролер и изисквайки само 5V захранване!

Направих тази инструкция, след като се мъчех малко да събера информация, понякога се натъкнах на дезинформация и исках да спася другите от преминаване през същия процес.

Но преди да започнете, защо такова ограничение?

• Защо 5V: защото искам да интегрирам това в мобилен робот, който ще работи само с 3.7 литиева батерия, която мога да извадя 5V с усилвател.
• Защо да използвате A4988, а не ULN2003, който често се доставя с мотора 28BYJ? Защото, първо, изисква 4 входа. Следователно използването на A4988 ни кара да спестим 2 от нашите ценни изходи на контролера (и ако обичате да работите с micro: bit както аз, тези изходи са ценни …)! Но има още! Възможността да управляваме двигателя, като просто даваме стъпките като високи импулси, ни дава възможност да управляваме двигателя с обикновен ШИМ. Чрез фиксиране на работния цикъл на 50%, промяната на честотата на ШИМ ще промени скоростта на въртене на двигателя. Защо това е страхотно? Защото, ако искате да зададете скоростта на мотора ми и след това да продължите да контролирате други неща с моя Arduino или micro: bit, тогава можете просто да настроите моя ШИМ и да забравите за него, което ще направи вашия код толкова по -четим, а животът ви толкова много по -лесно (например, ако искате да създадете такъв робот).

Така че нека започнем!

Консумативи

Ето какво ви е необходимо за тази инструкция:

• 1x 28BYJ стъпков двигател
• 1x A4988 драйвер
• 1x макет или дъска за прототипи, кондензатор и някои проводници
• Micro: бит и платка за разширение или Arduino
• 5V захранване (+3.3V, ако използвате Micro: bit). За това използвах 18650 литиева батерия и щит на батерията.
• 1x мултицет

Стъпка 1: Запознаване с нашата система

Първото нещо, с което бих препоръчал да започнете, би било да научите повече за стъпковите двигатели и драйвера A4988. Хей, но защо имаме нужда от този драйвер? Можем ли да управляваме стъпков двигател без шофьор? Отговорът е не. Платки като Micro: bit и Arduino са добри в обработката на информация, но не и в предаването на много ток и имате нужда от ток, за да направите ход на стъпков двигател. За да научите повече за това как работят двигателят и шофьорът, това е препоръката, която бих препоръчал. Той е синтетичен, но също така съдържа по -голямата част от информацията, която ще ви е необходима за окабеляването.

Но изчакайте, преди да опитате да свържете нещо! Адаптиран ли е 28BYJ към A4988? Ако направите бързо търсене, ще видите, че този мотор рядко идва с A4988 като шофьор. Ако прочетете внимателно предишната справка, може да видите защо: нашият степер е еднополюсен двигател, докато A4988 е проектиран да задвижва биполярни двигатели, така че ще трябва да хакнем малко нашия двигател!

Стъпка 2: Хакване на двигателя

За да направите вашите двигатели съвместими с драйвера на двигателя, просто извадете червения проводник от белия конектор. За целта изрежете конектора, за да премахнете червения проводник и отрежете червения проводник на двигателя. След това разменете жълтия и розовия кабел на конектора. Запазете червения проводник и конектора за следващата стъпка!

За да извадите кабел от конектора, натиснете проводника, който искате да премахнете, в конектора и след това натиснете видимия метален бит на конектора с остър инструмент (по -горе е снимка, на която правя това с любимия си нож, оптиката!), и накрая дръпнете и в крайна сметка всичко трябва да излезе както на горната снимка. Последната снимка показва как трябва да изглежда конекторът в края на тези модификации: редът на кабела на конектора трябва да бъде оранжев/розов/жълт/син.

(PS: онлайн ще намерите някои уроци, указващи, че трябва да изварите червения проводник от двигателя и след това да надраскате платката, забравете за това, това не е необходимо. Безполезно?)

Стъпка 3: Настройка на драйвера

Сега … време ли е да карам този мотор с водача? Още не съжалявам! Виждате ли винта на платката A4988? Е, ще трябва да се погрижим за това. Този винт по същество ви позволява да зададете колко ток ще премине през бобините на вашия двигател. В нашия случай, докато нашето захранване дава 5V, а нашите намотки в двигателя имат съпротивление 50 ома, нашият ток няма да бъде повече от 100mA, което трябва да се поддържа от двигателя, за да можете в крайна сметка да пропуснете тази стъпка. Ако обаче сте като мен и искате моторът да приема само толкова ток, колкото е необходимо, следвайте го.

Така че, за да настроите драйвера, следвайте Метод 2 от тази статия с тези адаптации (както показва снимката по -горе)

1. Използвайте 5V от щита на батерията както за логиката, така и за входната мощност на двигателя (казва се, че VMOT се нуждае от повече от 8V, но 5V работи!). 2 -те GND контакта на платката са свързани, така че няма нужда да ги свързвате и двете към масата на батерията.
2. Свържете щифтовете STEP и DIR към 5V (не към Arduino, както е показано в посочената статия)
3. Когато настройвах мултицета, зададох тока на 50mA, което беше достатъчно, за да задвижвам моторите си, използвайки половин стъпки (повече за това в следващата стъпка). За да свържа моя мултицет за измерване на тока в бобината на двигателя, както можете да видите на изображението по -горе, извадих жълтия проводник от конектора и поставих червения проводник, за да мога да сложа мултицета си от червения към жълтия проводник за измерване на тока.

Стъпка 4: Управление на двигателя

Това е, ние сме почти готови да накараме нашия двигател да се завърти. Единственото, което трябва да направите, е:

1. за да премахнете нашия мултицет от нашата система, ако все още не е направено,
2. свържете MS1 към 5V, което ще накара водача да използва половин стъпки (имах проблеми да накарам робота да се завърти с пълни стъпки на 5V. Но като част от целта ми беше да накарам всичко да работи на 5V, приех да жертвам малко скорост и за да придобиете известна прецизност),
3. предоставете на STEP и DIR щифтовете това, което искаме от нашия контролер.

След това: ако искате да управлявате двигателя с помощта на Arduino, просто следвайте статията тук, където ще намерите примерен код. Ако искате да го управлявате с micro: bit, останете с мен още малко.

Micro: bit, като Arduino, идва с GPIO. Следователно, след като го захранваме (с 3.3V!), Можем да го програмираме за извеждане на STEP и DIR. Въпреки че изглежда, че има много входове и изходи, имайте предвид, че всъщност много от тях вече са запазени за някои други цели. Можете да научите повече за това в тази статия. В тази статия ще видите, че всъщност много от входовете/изходите се споделят с дисплея и затова, ако искате да използвате тези, ще трябва да изключите дисплея. Но нека не изключваме дисплея! И така, кои щифтове можем да използваме? Ще използвам щифтовете 2 и 8, тъй като няма да използвам подложките (щифт 2).

Включете щифт 2 на micro: bit към STEP, щифт 8 към DIR, качете приложената програма, като използвате любимия си редактор на micro: python (използвах mu-editor). Тази програма основно задава ШИМ на щифт 2 с период от 1 милисекунда (и 50% работен цикъл) и вашият двигател трябва да се върти. Задайте щифт 8 на 0 или 1, за да го накарате да се обърне по един или друг начин и да промените периода, за да го накара да превърне желаната от вас скорост (стига да не искате той да върви твърде бързо … за мен пулс всяка милисекунда беше близо до максималната скорост, която мога да постигна).

За да направя нещата малко по -компактни и да ги вкарам лесно в мобилен робот, направих малка дъска. Таблото е показано на снимката по -горе. На изображението има лилав проводник, преминаващ от VMOT към VDD, който се крие в сянката. Също така, жълтият проводник, преминаващ от SLP към RST, всъщност не е запоен, просто го поставих там, за да представлява спойката, която сложих на гърба на дъската, за да свържа тези 2 щифта. Забележка: радиаторът обикновено не се изисква при такава система, тъй като ние черпим много, много по -малко от 1А.

Това е, надявам се тази инструкция да помогне на много от вас да се насладите на силата на стъпковия двигател във вашите проекти.