स्टेपर मोटर: Arduino के साथ एकीकरण

इलेक्ट्रिक मोटर्स की मांग तेजी से बढ़ रही है, उनमें से शायद वे जो सीधे वर्तमान स्टैंड आउट के साथ काम करते हैं, Arduino के साथ निर्माताओं की परियोजनाओं के भीतर सबसे लोकप्रिय हैं, क्योंकि वे गतिशीलता प्रदान करते हैं। उनमें से, प्रकाश डाला स्टेपर मोटर्स जो कई अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाते हैं, विशेषकर रोबोटिक्स के लिए, जैसे एक्ट्यूएटर्स, आदि।

इलेक्ट्रिक कारें, छोटे स्वायत्त रोबोट, स्वचालन के लिए औद्योगिक अनुप्रयोग, दोहराव आंदोलन उपकरण, आदि। इन अनुप्रयोगों के लिए सर्वो मोटर्स और स्टेपर मोटर्स इतने अच्छे हैं कि वे कर सकते हैं धीमी गति से या तेज गति से प्रदर्शन करें, लेकिन सभी नियंत्रित से ऊपर। इसके अलावा, ड्राइव उन अनुप्रयोगों के लिए निरंतर हैं जहां उच्च परिशुद्धता के साथ कई स्टॉप और स्टार्ट की आवश्यकता होती है।

इलेक्ट्रिक मोटर्स के प्रकार

के भीतर इलेक्ट्रिक मोटर्स निम्नलिखित प्रकारों पर प्रकाश डाला जा सकता है:

• डीसी या डीसी मोटर: डीसी मोटर्स इस प्रकार के वर्तमान के साथ काम करते हैं, जैसा कि नाम से पता चलता है। वे सबसे शक्तिशाली और बड़े लोगों में कुछ मेगावाट से लेकर कुछ मेगावाट तक हो सकते हैं, जो औद्योगिक अनुप्रयोगों, वाहनों, लिफ्ट, कन्वेयर बेल्ट, प्रशंसकों, आदि के लिए उपयोग किए जाते हैं। इसकी टर्निंग स्पीड (RPM) और लगाई गई टॉर्क को फीड के हिसाब से रेगुलेट किया जा सकता है।
• एसी या एसी मोटर (अतुल्यकालिक और घाव रोटर): वे बारी-बारी से करंट के साथ काम करते हैं, एक बहुत ही विशिष्ट रोटर के साथ, जो चरणों के लिए धन्यवाद काम करता है कि इस प्रकार का वर्तमान डीसी के समान विद्युत चुंबक के चुंबकीय प्रतिकर्षण के माध्यम से रोटेशन को उत्पन्न करने में योगदान देता है। वे बहुत सस्ते हैं और कई किलोवाट तक जाते हैं। उन्हें रोटेशन की गति में विनियमित किया जा सकता है, लेकिन डीसी लोगों की तुलना में विनियमन तत्व अधिक महंगे हैं। ये अक्सर घरेलू उपकरणों के लिए उपयोग किए जाते हैं।
• स्टेपर मोटर- स्टेपर के रूप में भी जाना जाता है, वे डीसी के लिए कई मायनों में समान हैं, लेकिन कम स्पिन गति और शक्तियों के साथ। यहां जो खड़ा है वह धुरी की स्थिति है, अर्थात्, उन्हें एक विशिष्ट स्थिति में रखने की सटीकता है। उनके घूर्णन कोण और गति को काफी नियंत्रित किया जा सकता है, यही वजह है कि उनका उपयोग फ्लॉपी ड्राइव, हार्ड ड्राइव (एचडीडी), रोबोट, प्रोसेस ऑटोमेशन, आदि में किया जाता था।
• servomotor: यह कहा जा सकता है कि यह स्टेपर मोटर का एक विकास है, जो छोटी शक्तियों और गति के साथ काम करता है जो कुछ मामलों में 7000 RPM तक जाता है। इस मोटर में गियर रिडक्शन बॉक्स और एक कंट्रोल सर्किट शामिल होता है। उनके पास स्टेपर के रूप में एक ही स्थिति सटीकता है और लागू टोक़ के संदर्भ में बहुत स्थिर हैं, जो उन्हें कुछ रोबोट और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाते हैं।

स्टेपर मोटर्स और सर्वो मोटर्स

आप पहले से ही जानते हैं कि ये दो प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक मोटर क्या हैं, लेकिन मैं कुछ कहना चाहूंगा स्टेपर के बारे में अधिक। जो मोड़ वे बनाते हैं वह लगातार नहीं किया जाता है, लेकिन छोटे चरणों में, इसलिए उनका नाम। रोटर (जो हिस्सा घूमता है) में दांतेदार चक्र का आकार होता है, जबकि स्टेटर (वह हिस्सा जो घूमता नहीं है) इंटरलेयर्ड पोलराइज्ड इलेक्ट्रोमैग्नेट से बना होता है। इस तरह, जब कोई "सक्रिय" होता है, तो उसके किनारों को सक्रिय नहीं किया जाता है, जो रोटर के दांत को अपनी ओर आकर्षित करता है, जिससे सटीक अग्रिम की अनुमति मिलती है जिसके लिए उन्हें विशेषता है।

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निर्भर करना रोटर दांत, यह बारी में कम या ज्यादा अग्रिम करने के लिए संभव हो जाएगा। यदि आपके पास अधिक दांत हैं, तो एक मोड़ को पूरा करने के लिए अधिक चरणों की आवश्यकता है, लेकिन चरण कम होंगे, इसलिए यह अधिक सटीक मोटर होगा। यदि आपके पास कुछ दांत हैं, तो कदम अधिक सटीक कूद होंगे, बिना अधिक सटीकता के। इसलिए, एक मोड़ को पूरा करने के लिए एक स्टेपर मोटर को जो कदम उठाने होंगे, वह कोणीय चरणों पर निर्भर करेगा।

वो कदम कोणीय मानकीकृत हैं, हालांकि आप कुछ ऐसी मोटरें पा सकते हैं जिनमें गैर-मानक पिच है। कोण आमतौर पर हैं: 1.8º, 5.625les, 7.5 11.25, 18º, 45 are, 90º और 360:। पूर्ण चरण या मोड़ (45 calculate) को पूरा करने के लिए एक स्टेपर मोटर को कितने चरणों की गणना करने के लिए, आपको बस विभाजित करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, यदि आपके पास 8º स्टेपर मोटर है, तो आपके पास 360 चरण (45/8 = XNUMX) होंगे।

इन मोटरों के भीतर आपके पास एकध्रुवीय (सबसे लोकप्रिय), 5 या 6 केबलों के साथ, या द्विध्रुवी है, जिसमें 4 केबल हैं। इसके अनुसार, एक या दूसरे को बाहर किया जाएगा ध्रुवीकरण अनुक्रम अपने कॉइल्स के माध्यम से करंट पास करना:

• के लिए ध्रुवीकरण द्विध्रुवी:

• के लिए एकध्रुवीय:

दोनों मामलों में ऑपरेशन समान है, रोटर को आकर्षित करने के लिए कॉइल को ध्रुवीकृत करना जहां आप चाहते हैं कि धुरी को तैनात किया जाए। अगर आप चाहते हैं इसे एक स्थिति में रखें, आपको ध्रुवीकरण बनाए रखना चाहिए उस स्थिति और वॉइला के लिए। और अगर आप चाहते हैं कि यह आगे बढ़े, तो आप अगले चुंबक को ध्रुवीकृत करें और यह एक और कदम उठाएगा, और इसी तरह ...

अगर आप ए सर्वो मोटर, आप पहले से ही जानते हैं कि यह मूल रूप से एक स्टेपर मोटर है इसलिए सब कुछ उनके लिए भी काम करता है। केवल एक चीज जिसमें उन कमी को शामिल किया गया है जो प्रति बार कई और कदम प्राप्त करने के लिए गियर हैं और इस प्रकार बहुत अधिक सटीकता है। उदाहरण के लिए, आप प्रति मोड़ 8 चरणों वाली एक मोटर पा सकते हैं, यदि उसमें 1:64 गियरबॉक्स था, क्योंकि इसका मतलब है कि उन आठों में से प्रत्येक चरण को 64 छोटे चरणों में विभाजित किया गया है, जो प्रति चरण में अधिकतम 512 कदम देगा। यही है, प्रत्येक चरण लगभग 0.7º होगा।

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यह भी जोड़ें कि आपको कुछ का उपयोग करना चाहिए नियंत्रक जिसके साथ, ध्रुवीकरण, गति आदि को नियंत्रित करने के लिए, उदाहरण के लिए, एच-ब्रिज। कुछ मॉडल L293, ULN2003, ULQ2003, आदि हैं।

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आप विभिन्न ऑनलाइन साइटों पर इसे खरीदें या विशेष इलेक्ट्रॉनिक्स स्टोर में। इसके अलावा, यदि आप एक शुरुआत कर रहे हैं, तो आप उन किटों का उपयोग कर सकते हैं जिनमें आपकी ज़रूरत की सभी चीजें और यहां तक ​​कि प्लेट भी शामिल है Arduino UNO और अपनी परियोजनाओं का प्रयोग और निर्माण शुरू करने के लिए मैनुअल। इन किटों में मोटर से लेकर कंट्रोलर, बोर्ड, ब्रेडबोर्ड आदि सभी चीजें शामिल होती हैं।

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Arduino के साथ Stepper मोटर उदाहरण

अंत में, एक दिखाओ Arduino के साथ व्यावहारिक उदाहरण, ULN2003 नियंत्रक और 28BYJ-48 स्टेपर मोटर का उपयोग कर। यह बहुत सरल है, लेकिन यह आपके लिए पर्याप्त होगा कि आप खुद को परिचित करना शुरू करें कि यह कैसे काम करता है ताकि आप कुछ परीक्षण करना शुरू कर सकें और देखें कि यह कैसे व्यवहार करता है ...

में जैसा दिखा वायरिंग आरेख, मोटर कॉइल A (IN1), B (IN2), C (IN3) और D (IN4) को Arduino बोर्ड के क्रमशः 8, 9, 10 और 11 को सौंपा गया है। दूसरी ओर, चालक या नियंत्रक बोर्ड को उचित वोल्टेज के साथ इसके 5-12V पिन (GND और 5V के Arduino) पर खिलाया जाना चाहिए, ताकि यह सफेद प्लास्टिक कनेक्टर से जुड़ी मोटर को खिलाए, जिसमें यह चालक हो या नियंत्रक।

यह 28BYJ-48 इंजन यह एक कॉइल टाइप स्टीपर मोटर है जिसमें चार कॉइल होते हैं। इसलिए, आपको यह पता लगाने के लिए कि यह कैसे काम करता है, आप कदमों के लिए निम्नानुसार हाई (1) या LOW (0) मान को Arduino बोर्ड से भेज सकते हैं:

के रूप में करने के स्केच या कोड को आपके आंदोलन को प्रोग्राम करने के लिए आवश्यक है, जैसा कि यह निम्नलिखित उपयोग होगा अरुडिनो आईडीई (इसे संशोधित करें और परीक्षण करें कि आंदोलन कैसे बदला गया है):

// 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);
    }
}