28BYJ-48 5V žingsninis variklis ir A4988 tvarkyklė: 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Ar kada nors norėjote, kad robotas pasisuktų tiksliai kampu, naudodamas tik keletą „Arduino“ar „micro: bit“išėjimų? Visa tai pigiai? Tai jums pamokoma! Šioje instrukcijoje pamatysime, kaip vairuoti labai pigų žingsninį variklį, naudojant tik 2 mūsų valdiklio išėjimus ir reikalaujantį tik 5 V maitinimo šaltinio!

Aš padariau tai pamokoma po to, kai šiek tiek bandžiau surinkti informaciją, kartais užklydau dėl dezinformacijos, ir norėjau išgelbėti kitus nuo to paties proceso.

Bet prieš pradedant, kodėl toks suvaržymas?

• Kodėl 5 V: nes aš noriu tai integruoti į mobilųjį robotą, kuris veiks tik su 3,7 ličio baterija, kurią galiu išjungti 5 V su stiprintuvu.
• Kodėl verta naudoti A4988, o ne ULN2003, kuris dažnai būna su 28BYJ varikliu? Nes, pirma, tam reikia 4 įėjimų. Todėl naudojant A4988 galime sutaupyti 2 brangius valdiklio išėjimus (o jei jums patinka dirbti su „micro: bit“, kaip aš, tada šie išėjimai yra brangūs …)! Bet yra ir daugiau! Galimybė valdyti variklį, tik duodant žingsnius kaip didelius impulsus, suteikia mums galimybę variklį valdyti paprastu PWM. Nustačius darbo ciklą iki 50%, pakeitus PWM dažnį, pasikeis variklio sukimosi greitis. Kodėl tai puiku? Nes jei norite nustatyti mano variklio greitį ir toliau valdyti kitus dalykus naudodami „Arduino“arba „micro: bit“, galite tiesiog nustatyti mano PWM ir pamiršti apie tai, todėl jūsų kodas bus daug lengviau skaitomas ir jūsų gyvenimas bus toks lengviau (pavyzdžiui, jei norite sukurti tokį robotą).

Taigi pradėkime!

Prekės

Štai ko jums reikės šiam nurodymui:

• 1x 28BYJ žingsninis variklis
• 1x A4988 vairuotojas
• 1x duonos plokštė arba prototipų plokštė, kondensatorius ir kai kurie laidai
• „Micro“: bitų ir plėtinių plokštė arba „Arduino“
• 5 V maitinimo šaltinis (+3,3 V, jei naudojate „Micro: bit“). Tam naudojau 18650 ličio bateriją ir akumuliatoriaus skydą.
• 1x multimetras

1 žingsnis: Susipažinkite su mūsų sistema

Pirmas dalykas, kurį rekomenduočiau pradėti, būtų sužinoti daugiau apie žingsninius variklius ir A4988 tvarkyklę. Ei, bet kam mums reikalingas šis vairuotojas? Ar galėtume valdyti žingsninį variklį be vairuotojo? Atsakymas yra ne. Tokios plokštės kaip „Micro: bit“ir „Arduino“puikiai apdoroja informaciją, bet neišskiria daug srovės, ir jums reikia srovės, kad judėtų žingsninis variklis. Norėčiau sužinoti daugiau apie tai, kaip veikia variklis ir vairuotojas. Jis yra sintetinis, tačiau jame taip pat yra dauguma informacijos, kurios jums reikės laidams.

Bet palaukite, kol bandysite ką nors prijungti! Ar 28BYJ pritaikytas A4988? Jei greitai atliksite paiešką, pamatysite, kad šis variklis retai pateikiamas kartu su A4988. Jei atidžiai perskaitysite ankstesnę nuorodą, galbūt suprasite, kodėl: mūsų žingsninis yra vienpolis variklis, o A4988 skirtas bipoliniams varikliams varyti, todėl turėsime šiek tiek nulaužti savo variklį!

2 žingsnis: įsilaužimas į variklį

Kad jūsų varikliai būtų suderinami su variklio tvarkykle, tiesiog ištraukite raudoną laidą iš baltos jungties. Norėdami tai padaryti, nupjaukite jungtį, kad pašalintumėte raudoną laidą, ir nutraukite raudoną variklio laidą. Tada ant jungties pakeiskite geltoną ir rausvą kabelį. Laikykite raudoną laidą ir jungtį kitam žingsniui!

Norėdami ištraukti kabelį iš jungties, įstumkite laidą, kurį norite pašalinti, ir aštriu įrankiu įstumkite matomą metalinį antgalį ant jungties (aukščiau yra paveikslėlis, kuriame tai darau savo mėgstamiausiu peiliu, nuomonė!), ir galiausiai patraukite ir galiausiai viskas turėtų išeiti taip, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Paskutiniame paveikslėlyje parodyta, kaip jungtis turėtų atrodyti tų modifikacijų pabaigoje: kabelio tvarka ant jungties turėtų būti oranžinė/rožinė/geltona/mėlyna.

(PS: internete rasite keletą pamokų, rodančių, kad turite išjungti variklio raudoną laidą ir tada subraižyti PCB, pamirškite tai, tai nėra būtina. Nenaudinga?)

3 žingsnis: tvarkyklės nustatymas

Dabar … laikas vairuoti šį variklį kartu su vairuotoju? Dar nesigailiu! Ar matote varžtą ant A4988 plokštės? Na, mes turėsime su juo susipykti. Šis varžtas iš esmės leidžia jums nustatyti, kiek srovės tekės per jūsų variklio ritinius. Mūsų atveju, nors mūsų maitinimo šaltinis suteikia 5 V įtampą, o mūsų ritės variklio varža yra 50 omų, mūsų srovė bus ne didesnė kaip 100 mA, kurią turėtų palaikyti variklis, kad galų gale galėtumėte praleisti šį žingsnį. Tačiau jei esate toks kaip aš ir norite, kad variklis imtų tik tiek srovės, kiek reikia, sekite toliau.

Taigi, norėdami nustatyti tvarkyklę, atlikite šio straipsnio 2 metodą su šiomis adaptacijomis (kaip parodyta paveikslėlyje aukščiau)

1. Logikai ir variklio įėjimui naudokite 5 V iš akumuliatoriaus skydo (sakoma, kad VMOT reikia daugiau nei 8 V, bet 5 V veikia!). 2 GND kaiščiai plokštėje yra prijungti, todėl nereikia jų abiejų prijungti prie akumuliatoriaus įžeminimo.
2. Taip pat prijunkite STEP ir DIR kaiščius prie 5 V (ne prie „Arduino“, kaip parodyta nuorodos straipsnyje)
3. Nustatydamas multimetrą, nustatiau 50 mA srovę, kurios pakako, kad varikliai būtų valdomi naudojant pusiau žingsnius (daugiau apie tai kitame žingsnyje). Norėdami prijungti multimetrą, norėdamas išmatuoti srovę variklio ritėje, kaip matote aukščiau esančiame paveikslėlyje, atjungiau geltoną laidą nuo jungties ir įkišau raudoną laidą, kad galėčiau įdėti savo multimetrą nuo raudonos iki geltona viela srovei matuoti.

4 žingsnis: variklio valdymas

Štai ir viskas, mes beveik pasiruošę sukti variklį. Vieninteliai dalykai, kuriuos reikia padaryti, yra šie:

1. pašalinti mūsų multimetrą iš sistemos, jei dar to nepadarėte,
2. prijunkite MS1 prie 5 V, todėl vairuotojas naudosis pusiau žingsniais (man buvo sunku priversti robotą suktis visais 5 V žingsniais. Bet kaip mano tikslo dalis buvo padaryti viską, kad veiktų 5 V, sutikau paaukoti šiek tiek greičio ir norint gauti šiek tiek tikslumo),
3. Suteikite STEP ir DIR kaiščiams tai, ko norime iš savo valdiklio.

Tada: jei norite valdyti variklį naudodami „Arduino“, tiesiog sekite čia pateiktą straipsnį, kuriame rasite kodo pavyzdį. Jei norite jį valdyti naudodami „micro: bit“, pasilikite su manimi šiek tiek ilgiau.

„Micro: bit“, kaip ir „Arduino“, yra su GPIO. Todėl, kai įjungsime maitinimą (su 3.3V!), Tada galėsime užprogramuoti jį išvesti STEP ir DIR. Nors atrodo, kad yra daug įėjimų ir išėjimų, įspėkite, kad iš tikrųjų daugelis jų jau yra rezervuoti kitiems tikslams. Daugiau apie tai galite sužinoti šiame straipsnyje. Šiame straipsnyje pamatysite, kad iš tikrųjų daugelis įėjimų/išėjimų yra bendrinami su ekranu, todėl, jei norite juos naudoti, turėsite išjungti ekraną. Bet neišjunkime ekrano! Taigi kokius kaiščius galime naudoti? Aš naudosiu 2 ir 8 kaiščius, nes nenaudosiu trinkelių (2 kaištis).

Prijunkite „micro: bit“2 kaištį prie STEP, 8 kištuką prie DIR, įkelkite pridėtą programą naudodami mėgstamą „micro: python“redaktorių (aš naudojau „mu-editor“). Ši programa iš esmės nustato PWM ant 2 kaiščio, kurio laikotarpis yra 1 milisekundė (ir 50% darbo ciklas), ir jūsų variklis turėtų suktis. Nustatykite kaištį 8 į 0 arba 1, kad jis pasisuktų vienaip ar kitaip, ir pakeiskite laikotarpį, kad jis suktų norimą greitį (jei nenorite, kad jis eitų per greitai … man pulsas buvo artimas kiekvienai milisekundei maksimaliu greičiu, kurį galėjau pasiekti).

Kad viskas būtų šiek tiek kompaktiškiau ir lengvai įliptų į mobilųjį robotą, padariau nedidelę lentą. Lentelė parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Paveikslėlyje yra purpurinė viela, einanti iš VMOT į VDD, kuri slepiasi šešėlyje. Be to, geltona viela, einanti iš SLP į RST, iš tikrųjų nėra lituojama, aš tiesiog ją įdėjau, kad pavaizduotų lydmetalį, kurį uždėjau ant lentos galo, kad prijungčiau tuos 2 kaiščius. Pastaba: naudojant tokią sistemą, šilumos kriauklė paprastai nereikalinga, nes mes pritraukiame daug, daug mažiau nei 1A.

Štai viskas, tikiuosi, kad šis nurodymas padės daugeliui iš jūsų mėgautis žingsninio variklio galia jūsų projektuose.