Magari ya stepper: ujumuishaji na Arduino

Magari ya umeme yanazidi kuwa mahitaji, kati yao labda zile zinazofanya kazi na moja kwa moja ya sasa, maarufu zaidi ndani ya miradi ya watengenezaji na Arduino, kwani hutoa uhamaji. Kati yao, onyesha motors za stepper ambayo hutumiwa kwa matumizi anuwai, haswa kwa roboti, kama vile watendaji, nk.

Magari ya umeme, roboti ndogo zinazojitegemea, matumizi ya viwandani kwa mitambo, vifaa vya kurudia vya harakati, nk. Sababu ya motors servo na motors stepper ni nzuri sana kwa programu hizi ni kwamba wanaweza fanya harakati polepole au haraka, lakini juu ya yote inadhibitiwa. Kwa kuongeza, anatoa zinaendelea kwa matumizi ambapo vituo vingi na kuanza vinahitajika kwa usahihi wa hali ya juu.

Aina za motors umeme

Ndani ya motors za umeme aina zifuatazo zinaweza kuangaziwa:

• DC au DC motor: Magari ya DC hufanya kazi na aina hii ya sasa, kama jina linavyopendekeza. Wanaweza kutoka kwa mW chache ya nguvu hadi MW chache kwa nguvu zaidi na kubwa, ambazo hutumiwa kwa matumizi ya viwandani, magari, lifti, vifurushi, mashabiki, nk. Kasi yake ya kugeuza (RPM) na wakati uliowekwa unaweza kudhibitiwa kulingana na malisho.
• AC au AC motor (asynchronous na rotor ya jeraha): hufanya kazi na kubadilisha sasa, na rotor maalum ambayo inafanya kazi kwa shukrani kwa awamu ambazo aina hii ya sasa inachangia kutoa mzunguko kwa njia ya kurudisha nyuma kwa sumaku ya umeme kwa njia sawa na jinsi wana DC wanavyofanya. Wao ni nafuu sana na huenda hadi kW kadhaa. Wanaweza kudhibitiwa kwa kasi ya kuzunguka, lakini vitu vya kanuni ni ghali zaidi kuliko ile ya DC. Hizi hutumiwa mara kwa mara kwa vifaa vya nyumbani.
• Magari ya stepper- Pia inajulikana kama steppers, zinafanana kwa njia nyingi na DC, lakini kwa kasi ndogo na nguvu. Hapa kinachoonekana ni nafasi ya mhimili, ambayo ni usahihi wa kuiweka katika nafasi maalum. Angle yao ya kuzunguka na kasi inaweza kudhibitiwa sana, ndiyo sababu walikuwa wakitumika katika diski za diski, anatoa ngumu (HDD), roboti, mchakato wa kiotomatiki, nk.
• servo motor: inaweza kusemwa kuwa ni mageuzi ya motor stepper, ikifanya kazi na nguvu ndogo na kasi ambayo huenda hadi 7000 RPM katika hali nyingine. Motor hii inajumuisha sanduku la kupunguza gia na mzunguko wa kudhibiti. Wana usahihi sawa wa nafasi kama steppers na ni thabiti sana kwa suala la torque iliyotumiwa, na kuifanya iwe bora kwa roboti kadhaa na matumizi ya viwandani.

Motors za stepper na motors za servo

Tayari unajua aina hizi mbili za gari za elektroniki ni nini, lakini ningependa kusema kitu zaidi juu ya kambo. Zamu wanayofanya haifanyiki kuendelea, lakini kwa hatua ndogo, kwa hivyo jina lao. Rotor (sehemu inayozunguka) ina umbo la gurudumu lenye meno, wakati stator (sehemu ambayo haizunguki) imeundwa na sumaku-umeme zilizounganishwa. Kwa njia hii, wakati mtu "ameamilishwa" wale wa pande zake hawajaamilishwa, ambayo huvutia jino la rotor kuelekea kwake, ikiruhusu mapema sahihi ambayo wana sifa.

Nakala inayohusiana:

DRV8825: dereva wa motors za stepper

Kulingana na meno ya rotor, itawezekana kusonga mbele zaidi au chini kwa zamu. Ikiwa una meno zaidi, hatua zaidi zinahitajika kukamilisha zamu, lakini hatua zitakuwa fupi, kwa hivyo itakuwa motor sahihi zaidi. Ikiwa una meno machache, hatua zitakuwa kuruka ghafla zaidi, bila usahihi mwingi. Kwa hivyo, hatua ambazo motor stepper atalazimika kuchukua kumaliza zamu itategemea hatua za angular.

Hatua hizo angular ni sanifu, ingawa unaweza kupata motors ambazo zina lami isiyo ya kiwango. Angles kawaida ni: 1.8º, 5.625º, 7.5º, 11.25º, 18º, 45º, na 90º. Ili kuhesabu ni hatua ngapi motor stepper inahitaji kukamilisha kugeuka kamili au kugeuka (360º), unahitaji tu kugawanya. Kwa mfano, ikiwa una motor stepper 45º, ungekuwa na hatua 8 (360/45 = 8).

Ndani ya motors hizi una unipolar (maarufu zaidi), na nyaya 5 au 6, au bipolar, na nyaya 4. Kulingana na hii, moja au nyingine itafanywa Utaratibu wa ubaguzi kupitisha sasa kupitia koili zake:

• Utengamano kwa bipolar:

Paso	Terminal A	Kituo B	Kituo C	Kituo D
1	+V	-V	+V	-V
2	+V	-V	-V	+V
3	-V	+V	-V	+V
4	-V	+V	+V	-V

• Kwa 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

Uendeshaji katika visa vyote viwili ni sawa, polarizing coils ili kuvutia rotor mahali unapotaka mhimili uwekwe. Ukitaka kuiweka katika nafasi moja, lazima udumishe ubaguzi kwa nafasi hiyo na voila. Na ikiwa unataka isonge mbele, unachagua sumaku inayofuata na itachukua hatua nyingine, na kadhalika ..

Ikiwa unatumia a servomotor, tayari unajua kuwa kimsingi ni motor ya kukanyaga kwa hivyo kila kitu kilichosemwa kinafanya kazi kwao pia. Kitu pekee ambacho kinajumuisha gia hizo za kupunguza kupata hatua nyingi zaidi kwa kila zamu na kwa hivyo kuwa na usahihi wa juu zaidi. Kwa mfano, unaweza kupata gari yenye hatua 8 kwa zamu ikiwa ikiwa na sanduku la gia 1:64, kwani inamaanisha kuwa kila hatua ya hizo nane imegawanywa kwa hatua ndogo 64, ambazo zingeweza kutoa kiwango cha juu cha hatua 512 kwa zamu. Hiyo ni, kila hatua itakuwa juu ya 0.7º.

Nakala inayohusiana:

L298N: moduli ya kudhibiti motors kwa Arduino

Pia ongeza kuwa unapaswa kutumia zingine mtawala ambayo unaweza kudhibiti ubaguzi, kasi, nk, na, kwa mfano, H-Bridge. Mifano zingine ni L293, ULN2003, ULQ2003, nk.

Ambapo kununua

Wewe nunua kwenye tovuti anuwai za mkondoni au katika maduka maalumu ya umeme. Pia, ikiwa wewe ni mwanzoni, unaweza kutumia vifaa ambavyo vinajumuisha kila kitu unachohitaji na hata sahani Arduino UNO na mwongozo wa kuanza kujaribu na kuunda miradi yako. Vifaa hivi ni pamoja na kila kitu unachohitaji, kutoka kwa motor yenyewe, vidhibiti, bodi, bodi ya mkate, n.k.

• Nunua Kitengo cha Kuanza cha Arduino
• Hakuna bidhaa zilizopatikana.
• Nunua servomotor
• Hakuna bidhaa zilizopatikana.

Mfano wa motor ya Stepper na Arduino

Mwishowe, onyesha mfano wa vitendo na Arduino, kwa kutumia mtawala wa ULN2003 na motor ya stepper ya 28BYJ-48. Ni rahisi sana, lakini itatosha kwako kuanza kujitambulisha na jinsi inavyofanya kazi ili uweze kuanza kufanya majaribio kadhaa na uone jinsi inavyotenda ..

Kama inavyoonekana katika mchoro wa wiringcoils za gari A (IN1), B (IN2), C (IN3) na D (IN4) zimepewa unganisho 8, 9, 10, na 11 mtawaliwa wa bodi ya Arduino. Kwa upande mwingine, dereva au bodi ya mtawala lazima ilishwe kwenye pini zake 5-12V (kwa GND na 5V ya Arduino) na voltage inayofaa ili iweze kulisha motor iliyounganishwa na kontakt nyeupe ya plastiki ambayo ina dereva huyu au mtawala.

hii Injini 28BYJ-48 Ni unipolar stepper motor na coils nne. Kwa hivyo, kukupa wazo la jinsi inavyofanya kazi, unaweza kutuma viwango vya juu (1) au LOW (0) kwa coils kutoka bodi ya Arduino kama ifuatavyo kwa hatua

Paso	Coil A	Coil B	Coil C	Coil D
1	HIGH	HIGH	CHINI	CHINI
2	CHINI	HIGH	HIGH	CHINI
3	CHINI	CHINI	HIGH	HIGH
4	HIGH	CHINI	CHINI	HIGH

Kama kwa mchoro au nambari inahitajika kupanga harakati zako, kama itakuwa yafuatayo kutumia Kitambulisho cha Arduino (irekebishe na ujaribu kujaribu jinsi harakati inabadilishwa):

// 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);
    }
}