Krokový motor: integrace s Arduino

Krokový motor

Elektromotory jsou stále více žádané, mezi nimiž vynikají ty, které pracují se stejnosměrným proudem, nejoblíbenější v rámci projektů výrobců s Arduino, protože poskytují mobilitu. Mezi nimi zvýrazněte krokové motory které se používají pro více aplikací, zejména pro robotiku, jako jsou aktuátory atd.

Elektromobily, malé autonomní roboty, průmyslové aplikace pro automatizaci, zařízení pro opakovaný pohyb atd. Důvod, proč jsou servomotory a krokové motory pro tyto aplikace tak dobré, je ten, že mohou provádět pomalé nebo rychlé pohyby, ale především kontrolované. Pohony jsou navíc spojité pro aplikace, kde je vyžadováno mnoho zastavení a startů s vysokou přesností.

Druhy elektrických motorů

V rámci elektrické motory lze zvýraznit následující typy:

  • Stejnosměrný nebo stejnosměrný motor: Stejnosměrné motory pracují s tímto typem proudu, jak název napovídá. Mohou se pohybovat od několika mW energie do několika MW v těch nejvýkonnějších a největších, které se používají pro průmyslové aplikace, vozidla, výtahy, dopravní pásy, ventilátory atd. Jeho otáčky (RPM) a aplikovaný točivý moment lze regulovat podle posuvu.
  • Střídavý nebo střídavý motor (asynchronní a vinutý rotor): pracují se střídavým proudem, s velmi specifickým rotorem, který pracuje díky fázím, které tento typ proudu přispívá k generování rotace pomocí magnetického odpuzování elektromagnetu podobným způsobem, jakým fungují stejnosměrné. Jsou velmi levné a dosahují až několika kW. Mohou být regulovány rychlostí otáčení, ale regulační prvky jsou dražší než stejnosměrné. Často se používají pro domácí spotřebiče.
  • Krokový motor- Také známé jako steppery, jsou v mnoha ohledech podobné DC, ale s nízkou rychlostí a výkonem odstřeďování. Zde vyniká umístění osy, tj. Přesnost jejich umístění do konkrétní polohy. Jejich úhel a rychlost otáčení lze hodně ovládat, a proto se dříve používaly na disketových jednotkách, pevných discích (HDD), robotech, automatizaci procesů atd.
  • servomotor: lze říci, že se jedná o vývoj krokového motoru, který pracuje s malými výkony a rychlostmi, které v některých případech dosahují až 7000 ot / min. Tento motor obsahuje převodovku a ovládací obvod. Mají stejnou přesnost polohování jako steppery a jsou velmi stabilní z hlediska aplikovaného točivého momentu, takže jsou ideální pro některé roboty a průmyslové aplikace.

Krokové motory a servomotory

rotor a stator

Už víte, co jsou tyto dva typy elektronických motorů, ale chtěl bych něco říct více o stepperech. Točení, které dělají, se neprovádí nepřetržitě, ale po malých krocích, proto je jejich jméno. Rotor (část, která se otáčí) je ve tvaru ozubeného kola, zatímco stator (část, která se neotáčí) je složen z prokládaných polarizovaných elektromagnetů. Tímto způsobem, když je člověk „aktivován“, nejsou aktivovány ty na jeho stranách, což přitahuje zub rotoru směrem k němu, což umožňuje přesný postup, pro který jsou charakterizovány.

Související článek:
DRV8825: ovladač pro krokové motory

Záleží na zuby rotoru, v tomto tahu bude možné postupovat více či méně. Pokud máte více zubů, je k dokončení zatáčky zapotřebí více kroků, ale kroky budou kratší, takže se bude jednat o přesnější motor. Pokud máte málo zubů, budou kroky prudší skoky bez větší přesnosti. Kroky, které bude muset krokový motor podniknout k dokončení zatáčky, proto budou záviset na úhlových krocích.

Ty kroky úhlové jsou standardizovány, i když najdete některé motory, které mají nestandardní rozteč. Úhly jsou obvykle: 1.8 °, 5.625 °, 7.5 °, 11.25 °, 18 °, 45 ° a 90 °. Chcete-li vypočítat, kolik kroků potřebuje krokový motor k dokončení celé otáčky nebo otáčení (360 °), stačí ji rozdělit. Například pokud máte 45 ° krokový motor, měli byste 8 kroků (360/45 = 8).

točit se zkreslením (fáze)

V těchto motorech máte unipolární (nejoblíbenější) s 5 nebo 6 kabely nebo bipolární se 4 kabely. Podle toho bude provedeno jedno nebo druhé polarizační sekvence procházející proud jeho cívkami:

  • Polarizace pro bipolární:
Paso Terminál A Terminál B Terminál C. Terminál D
1 +V -V +V -V
2 +V -V -V +V
3 -V +V -V +V
4 -V +V +V -V
  • pro jednopolární:
Paso Cívka A Cívka B Cívka C. Cívka D
1 +V +V 0 0
2 0 +V +V 0
3 0 0 +V +V
4 +V 0 0 +V

Činnost v obou případech je stejná, polarizace cívek přitahuje rotor tam, kam chcete umístit osu. Jestli chceš udržujte jej v jedné poloze, musíte udržovat polarizaci pro tuto pozici a voila. A pokud chcete, aby se pohybovalo vpřed, polarizujete další magnet a bude to dělat další krok atd. ...

Pokud používáte a servomotor, už víte, že se jedná v podstatě o krokový motor, a proto pro ně vše funguje. Jediná věc, která zahrnuje tyto redukční převody, je získat mnohem více kroků za zatáčku a mít tak mnohem vyšší přesnost. Například můžete najít motor s 8 kroky na otáčku, který by měl převodovku 1:64, protože to znamená, že každý krok z těchto osmi je rozdělen na 64 menších kroků, což by poskytlo maximálně 512 kroků na otáčku. To znamená, že každý krok bude asi 0.7 °.

Související článek:
L298N: modul pro ovládání motorů pro Arduino

Rovněž dodejte, že byste některé měli použít controlador kterým lze řídit polarizaci, rychlost atd., například pomocí H-Bridge. Některé modely jsou L293, ULN2003, ULQ2003 atd.

Dónde comprar

Vy koupit na různých online stránkách nebo ve specializovaných obchodech s elektronikou. Pokud jste začátečník, můžete také použít sady, které obsahují vše, co potřebujete, a dokonce i talíř Arduino UNO a ruční zahájení experimentování a vytváření projektů. V těchto sadách je zahrnuto vše, co potřebujete, od samotného motoru, ovladačů, desek, prkénka atd.

Příklad krokového motoru s Arduino

Arduino s krokovým motorem a ovladačem

Nakonec ukažte a praktický příklad s Arduino, pomocí ovladače ULN2003 a krokového motoru 28BYJ-48. Je to velmi jednoduché, ale bude stačit, abyste se začali seznámit s tím, jak to funguje, abyste mohli začít dělat nějaké testy a zjistit, jak se chová ...

Jak je vidět na schéma zapojení, motorové cívky A (IN1), B (IN2), C (IN3) a D (IN4) byly přiřazeny přípojkám 8, 9, 10 a 11 desky Arduino. Na druhou stranu musí být ovladač nebo řídicí deska napájena na jeho piny 5-12 V (na GND a 5 V Arduina) příslušným napětím, aby napájel motor připojený k bílému plastovému konektoru, který má tento ovladač nebo ovladač.

toto Motor 28BYJ-48 Jedná se o krokový motor unipolárního typu se čtyřmi cívkami. Proto, abyste získali představu o tom, jak to funguje, můžete poslat hodnoty HIGH (1) nebo LOW (0) na cívky z desky Arduino následujícím způsobem:

Paso Cívka A Cívka B Cívka C. Cívka D
1 VYSOKÝ VYSOKÝ LOW LOW
2 LOW VYSOKÝ VYSOKÝ LOW
3 LOW LOW VYSOKÝ VYSOKÝ
4 VYSOKÝ LOW LOW VYSOKÝ

Týkající se náčrt nebo kód potřebný k programování vašeho pohybu, protože by to bylo následující použití Arduino IDE (upravte jej a experimentujte, abyste otestovali, jak se pohyb mění):

// Definir pines conectados a las bobinas del driver
#define IN1  8
#define IN2  9
#define IN3  10
#define IN4  11

// Secuencia de pasos a par máximo del motor. Realmente es una matriz que representa la tabla del unipolar que he mostrado antes
int paso [4][4] =
{
  {1, 1, 0, 0},
  {0, 1, 1, 0},
  {0, 0, 1, 1},
  {1, 0, 0, 1}
};

void setup()
{
  // Todos los pines se configuran como salida, ya que el motor no enviará señal a Arduino
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);
}

// Bucle para hacerlo girar
void loop()
{ 
    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
      digitalWrite(IN1, paso[i][0]);
      digitalWrite(IN2, paso[i][1]);
      digitalWrite(IN3, paso[i][2]);
      digitalWrite(IN4, paso[i][3]);
      delay(10);
    }
}


Obsah článku se řídí našimi zásadami redakční etika. Chcete-li nahlásit chybu, klikněte zde.

Buďte první komentář

Zanechte svůj komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *

*

*

  1. Odpovědný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajů: Ovládací SPAM, správa komentářů.
  3. Legitimace: Váš souhlas
  4. Sdělování údajů: Údaje nebudou sděleny třetím osobám, s výjimkou zákonných povinností.
  5. Úložiště dat: Databáze hostovaná společností Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Vaše údaje můžete kdykoli omezit, obnovit a odstranit.