Modur stepper: integreiddio ag Arduino

Modur stepiwr

Mae galw cynyddol am moduron trydan, yn eu plith efallai bod y rhai sy'n gweithio gyda cherrynt uniongyrchol yn sefyll allan, y mwyaf poblogaidd ym mhrosiectau gwneuthurwyr ag Arduino, gan eu bod yn darparu symudedd. Yn eu plith, amlygwch moduron stepiwr a ddefnyddir ar gyfer cymwysiadau lluosog, yn enwedig ar gyfer roboteg, fel actuators, ac ati.

Ceir trydan, robotiaid bach ymreolaethol, cymwysiadau diwydiannol ar gyfer awtomeiddio, dyfeisiau symud ailadroddus, ac ati. Y rheswm y mae moduron servo a moduron stepiwr mor dda ar gyfer y cymwysiadau hyn yw y gallant perfformio symudiadau araf neu gyflym, ond yn anad dim dan reolaeth. Yn ogystal, mae'r gyriannau'n barhaus ar gyfer cymwysiadau lle mae angen llawer o stopio a chychwyn yn fanwl iawn.

Mathau o moduron trydan

O fewn y moduron trydan gellir tynnu sylw at y mathau canlynol:

  • Modur DC neu DC: Mae moduron DC yn gweithio gyda'r math hwn o gerrynt, fel mae'r enw'n awgrymu. Gallant amrywio o ychydig mW o bŵer i ychydig MW yn y rhai mwyaf pwerus a mawr, a ddefnyddir ar gyfer cymwysiadau diwydiannol, cerbydau, codwyr, gwregysau cludo, ffaniau, ac ati. Gellir rheoleiddio ei gyflymder troi (RPM) a'r torque a gymhwysir yn ôl y porthiant.
  • Modur AC neu AC (rotor asyncronig a chlwyf): maent yn gweithio gyda cherrynt eiledol, gyda rotor penodol iawn sy'n gweithio diolch i'r cyfnodau y mae'r math hwn o gerrynt yn eu cyfrannu i gynhyrchu'r cylchdro trwy wrthyriad magnetig yr electromagnet mewn ffordd debyg i sut mae'r rhai DC yn gwneud. Maent yn rhad iawn ac yn mynd i fyny i sawl kW. Gellir eu rheoleiddio mewn cyflymder cylchdroi, ond mae'r elfennau rheoleiddio yn ddrytach na'r rhai DC. Defnyddir y rhain yn aml ar gyfer offer cartref.
  • Modur stepiwr- Fe'u gelwir hefyd yn steppers, maent yn debyg mewn sawl ffordd i DC, ond gyda chyflymder troelli isel a phwerau. Yma, yr hyn sy'n sefyll allan yw lleoliad yr echel, hynny yw, y manwl gywirdeb i'w rhoi mewn sefyllfa benodol. Gellir rheoli eu ongl cylchdroi a'u cyflymder yn fawr, a dyna pam yr oeddent yn arfer cael eu defnyddio mewn gyriannau hyblyg, gyriannau caled (HDD), robotiaid, awtomeiddio prosesau, ac ati.
  • Servomotor: gellir dweud ei fod yn esblygiad o'r modur stepper, gan weithio gyda phwerau a chyflymder bach sy'n mynd hyd at 7000 RPM mewn rhai achosion. Mae'r modur hwn yn ymgorffori blwch lleihau gêr a chylched rheoli. Mae ganddyn nhw'r un manwl gywirdeb lleoli â stepwyr ac maen nhw'n sefydlog iawn o ran trorym cymhwysol, gan eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer rhai robotiaid a chymwysiadau diwydiannol.

Moduron stepiwr a moduron servo

rotor a stator

Rydych chi eisoes yn gwybod beth yw'r ddau fath hyn o fodur electronig, ond hoffwn ddweud rhywbeth mwy am steppers. Nid yw'r tro a wnânt yn cael ei wneud yn barhaus, ond mewn camau bach, a dyna pam eu henw. Mae gan y rotor (rhan sy'n cylchdroi) siâp olwyn danheddog, tra bod y stator (rhan nad yw'n cylchdroi) yn cynnwys electromagnetau polariaidd rhyngddalennog. Yn y modd hwn, pan fydd un yn cael ei "actifadu" nid yw'r rhai ar ei ochrau yn cael eu actifadu, sy'n denu'r dant rotor tuag ato, gan ganiatáu i'r union ddatblygiad y maent yn ei nodweddu.

drv8825
Erthygl gysylltiedig:
DRV8825: y gyrrwr ar gyfer moduron stepiwr

Yn dibynnu ar y dannedd rotor, bydd yn bosibl symud ymlaen fwy neu lai yn ei dro. Os oes gennych chi fwy o ddannedd, mae angen mwy o gamau i gwblhau tro, ond bydd y camau yn fyrrach, felly bydd yn fodur mwy cywir. Os nad oes gennych lawer o ddannedd, bydd y grisiau yn neidiau mwy sydyn, heb gymaint o gywirdeb. Felly, bydd y camau y bydd yn rhaid i fodur stepiwr eu cymryd i gwblhau tro yn dibynnu ar y camau onglog.

Y camau hynny onglog yn cael eu safoni, er y gallwch ddod o hyd i rai moduron sydd â thraw ansafonol. Yr onglau fel arfer yw: 1.8º, 5.625º, 7.5º, 11.25º, 18º, 45º, a 90º. I gyfrif faint o gamau sydd eu hangen ar fodur stepiwr i gwblhau troad neu droad llawn (360º), does ond angen i chi rannu. Er enghraifft, os oes gennych fodur stepiwr 45º, byddai gennych 8 cam (360/45 = 8).

troelli â thuedd (cam)

O fewn y moduron hyn mae gennych yr unipolar (mwyaf poblogaidd), gyda 5 neu 6 cebl, neu'r deubegwn, gyda 4 cebl. Yn ôl hyn, bydd y naill neu'r llall yn cael ei gynnal dilyniannau polareiddio pasio cerrynt trwy ei goiliau:

  • Polareiddio ar gyfer deubegwn:
Paso Terfynfa A Terfynell B. Terfynell C. Terfynell D.
1 +V -V +V -V
2 +V -V -V +V
3 -V +V -V +V
4 -V +V +V -V
  • I unipolar:
Paso Coil A. Coil B. Coil C. Coil D.
1 +V +V 0 0
2 0 +V +V 0
3 0 0 +V +V
4 +V 0 0 +V

Mae'r llawdriniaeth yn y ddau achos yr un peth, gan bolareiddio'r coiliau i ddenu'r rotor i'r man lle rydych chi am i'r echel gael ei lleoli. Os ydych chi eisiau ei gadw mewn un sefyllfa, rhaid i chi gynnal polareiddio am y swydd honno a voila. Ac os ydych chi am iddo symud ymlaen, rydych chi'n polareiddio'r magnet nesaf a bydd yn cymryd cam arall, ac ati ...

Os ydych chi'n defnyddio a servomotor, rydych chi eisoes yn gwybod mai modur stepiwr ydyw yn y bôn, felly mae popeth a ddywedodd yn gweithio iddyn nhw hefyd. Yr unig beth sy'n cynnwys y gerau lleihau hynny i gael llawer mwy o gamau y tro ac felly gael manylder llawer uwch. Er enghraifft, gallwch ddod o hyd i fodur gydag 8 cam y tro, pe bai ganddo flwch gêr 1:64, gan ei fod yn golygu bod pob cam o'r wyth hynny wedi'i isrannu'n 64 o gamau llai, a fyddai'n rhoi uchafswm o 512 cam y tro. Hynny yw, byddai pob cam tua 0.7º.

l298n
Erthygl gysylltiedig:
L298N: modiwl i reoli moduron ar gyfer Arduino

Ychwanegwch hefyd y dylech ddefnyddio rhai rheolwr i reoli polareiddio, cyflymder, ac ati, gyda H-Bridge, er enghraifft. Rhai modelau yw'r L293, ULN2003, ULQ2003, ac ati.

Donde comprar

Byddwch yn ei brynu ar amrywiol wefannau ar-lein neu mewn siopau electroneg arbenigol. Hefyd, os ydych chi'n ddechreuwr, gallwch ddefnyddio citiau sy'n cynnwys popeth sydd ei angen arnoch chi a hyd yn oed y plât Arduino UNO a llawlyfr i ddechrau arbrofi a chreu eich prosiectau. Mae'r citiau hyn yn cynnwys popeth sydd ei angen arnoch chi, o'r modur ei hun, y rheolwyr, byrddau, bwrdd bara, ac ati.

Enghraifft modur stepper gydag Arduino

Arduino gyda modur stepper a rheolydd

Yn olaf, dangoswch a enghraifft ymarferol gydag Arduino, gan ddefnyddio rheolydd ULN2003 a modur stepper 28BYJ-48. Mae'n syml iawn, ond bydd yn ddigon ichi ddechrau ymgyfarwyddo â sut mae'n gweithio fel y gallwch chi ddechrau gwneud rhai profion a gweld sut mae'n ymddwyn ...

Fel y gwelir yn y cynllun cysylltu, mae'r coiliau modur A (IN1), B (IN2), C (IN3) a D (IN4) wedi'u neilltuo i gysylltiadau 8, 9, 10, ac 11 yn y drefn honno ar fwrdd Arduino. Ar y llaw arall, rhaid bwydo'r gyrrwr neu'r bwrdd rheoli ar ei binnau 5-12V (i GND a 5V o Arduino) gyda'r foltedd priodol fel ei fod yn ei dro yn bwydo'r modur sydd wedi'i gysylltu â'r cysylltydd plastig gwyn sydd â'r gyrrwr hwn neu rheolydd.

hwn Peiriant 28BYJ-48 Mae'n fodur stepper math unipolar gyda phedwar coil. Felly, i roi syniad i chi o sut mae'n gweithio, gallwch anfon gwerthoedd UCHEL (1) neu ISEL (0) i'r coiliau o fwrdd Arduino fel a ganlyn ar gyfer y camau:

Paso Coil A. Coil B. Coil C. Coil D.
1 UCHEL UCHEL LOW LOW
2 LOW UCHEL UCHEL LOW
3 LOW LOW UCHEL UCHEL
4 UCHEL LOW LOW UCHEL

O ran braslun neu god sydd ei angen i raglennu'ch symudiad, fel y byddai y canlynol yn ei ddefnyddio IDD Arduino (ei addasu ac arbrofi i brofi sut mae'r symudiad yn cael ei newid):

// 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);
    }
}


Bod y cyntaf i wneud sylwadau

Gadewch eich sylw

Ni fydd eich cyfeiriad e-bost yn cael ei gyhoeddi. Meysydd gofynnol yn cael eu marcio â *

*

*

  1. Yn gyfrifol am y data: Miguel Ángel Gatón
  2. Pwrpas y data: Rheoli SPAM, rheoli sylwadau.
  3. Cyfreithlondeb: Eich caniatâd
  4. Cyfathrebu'r data: Ni fydd y data'n cael ei gyfleu i drydydd partïon ac eithrio trwy rwymedigaeth gyfreithiol.
  5. Storio data: Cronfa ddata wedi'i chynnal gan Occentus Networks (EU)
  6. Hawliau: Ar unrhyw adeg gallwch gyfyngu, adfer a dileu eich gwybodaeth.