28BYJ-48 5V Stepper Motor og A4988 Driver: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Har du nogensinde ønsket at få en robot til at dreje i en præcis vinkel ved kun at bruge nogle få output fra din Arduino eller mikro: bit? Alt dette billigt? Det er det instruerbare for dig! I denne instruktive vil vi se, hvordan man driver en meget billig steppermotor, der kun bruger 2 udgange fra vores controller og kun kræver en 5V strømforsyning!

Jeg gjorde dette instruerbart efter at have kæmpet lidt med at indsamle oplysningerne, nogle gange snublet over misinformation, og jeg ville redde andre fra at gå igennem den samme proces.

Men før en sådan start?

• Hvorfor 5V: fordi jeg vil integrere dette på en mobil robot, der kun kører med et 3,7 litiumbatteri, som jeg kan få 5V ud med en booster.
• Hvorfor bruge A4988 og ikke ULN2003, som ofte følger med 28BYJ -motoren? Fordi det for det første kræver 4 input. Derfor gør brug af A4988 os til at gemme 2 af vores dyrebare controller -output (og hvis du kan lide at arbejde med micro: bit som jeg gør, er disse output dyrebare …)! Men der er mere! At kunne køre motoren ved blot at give trinene som høje impulser, giver os mulighed for at køre motoren med en simpel PWM. Ved at fastsætte driftscyklussen til 50%vil ændring af PWM -frekvensen ændre motorens rotationshastighed. Hvorfor er det fantastisk? For hvis du vil indstille min motorhastighed og derefter fortsætte med at kontrollere andre ting med min Arduino eller micro: bit, så kan du simpelthen indstille min PWM og glemme det, hvilket vil gøre din kode så meget mere læsbar og dit liv så meget lettere (f.eks. hvis du vil bygge en robot som denne).

Så lad os komme i gang!

Forbrugsvarer

Her er hvad du skal bruge til denne instruerbare:

• 1x 28BYJ stepper motor
• 1x A4988 driver
• 1x brødbræt eller prototypebord, en kondensator og nogle ledninger
• Micro: bit og forlængerkort eller Arduino
• 5V strømforsyning (+3,3V hvis du bruger Micro: bit). Til dette brugte jeg et 18650 litiumbatteri og et batteriskærm.
• 1x multimeter

Trin 1: Lær vores system at kende

Det første, jeg vil anbefale at starte med, ville være at lære mere om steppermotorer og A4988 -driveren. Hej, men hvorfor har vi brug for denne driver? Kunne vi styre en trinmotor uden driver? Svaret er nej. Tavler som Micro: bit og Arduino er gode til at behandle oplysninger, men ikke til at afgive meget strøm, og du har brug for strøm for at få en trinmotor til at bevæge sig. For at lære mere om, hvordan både motor og fører fungerer, er dette den reference, jeg vil anbefale. Det er syntetisk, men indeholder også de fleste oplysninger, du skal bruge til ledningerne.

Men vent inden du prøver at koble noget til! Er 28BYJ tilpasset A4988? Hvis du laver en hurtig søgning, vil du se, at denne motor sjældent følger med A4988 som driver. Hvis du læser den forrige reference grundigt, kan du se hvorfor: vores stepper er en unipolar motor, mens A4988 er designet til at drive bipolare motorer, så vi bliver nødt til at hacke lidt til vores motor!

Trin 2: Hacking af motoren

For at gøre dine motorer kompatible med motorføreren skal du blot tage den røde ledning ud af det hvide stik. Skær stikket for at fjerne den røde ledning og klippe den røde ledning af motoren. Skift derefter det gule og lyserøde kabel på stikket. Behold den røde ledning og stik til det næste trin!

For at få et kabel ud af stikket skal du trykke på den ledning, du vil fjerne, i stikket og derefter skubbe den synlige metalliske bit på konnektoren ind med et skarpt værktøj (ovenfor er et billede, hvor jeg gør dette med min yndlingskniv, opinelen!), og til sidst trække og til sidst skulle det hele komme ud som på billedet ovenfor. Det sidste billede viser, hvordan stikket skal se ud i slutningen af disse ændringer: rækkefølgen af kablet på stikket skal være orange/pink/gul/blå.

(PS: online finder du nogle selvstudier, der angiver, at du skal aflodde den røde ledning fra motoren og derefter ridse printkortet, glem det, dette er ikke nødvendigt. Ubrugelig?)

Trin 3: Indstilling af driveren

Nu … tid til at køre denne motor med chaufføren? Ikke undskyld endnu! Kan du se skruen på A4988 -kortet? Vi bliver nødt til at rode med det. Denne skrue giver dig som udgangspunkt mulighed for at indstille, hvor meget strøm der skal gå gennem spolerne på din motor. I vores tilfælde, mens vores strømforsyning giver 5V og vores spoler i motoren har en modstand på 50 Ohm, vil vores strøm ikke være mere end 100mA, som bør understøttes af motoren, så du i sidste ende kan springe dette trin over. Men hvis du er ligesom mig, og at du gerne vil have, at din motor kun tager så meget strøm, som den har brug for, så følg med.

Så for at indstille driveren, følg metode 2 i denne artikel med disse tilpasninger (som billedet ovenfor viser)

1. Brug 5V fra batteriskærmen til både logikken og motorens strømindgang (VMOT siges at have brug for mere end 8V, men 5V virker!). De 2 GND -ben på kortet er tilsluttet, så det er ikke nødvendigt at slutte dem begge til batteriets jord.
2. Tilslut STEP- og DIR -benene også til 5V (ikke til Arduino som vist i den refererede artikel)
3. Når jeg indstillede multimeteret, satte jeg strømmen til 50mA, hvilket var nok til at drive mine motorer ved hjælp af halve trin (mere om det i det næste trin). For at tilslutte mit multimeter til at måle strømmen i motorens spole, som du kan se på billedet ovenfor, tog jeg den gule ledning ud af stikket og satte den røde ledning i, så jeg kunne sætte mit multimeter fra det røde til det den gule ledning for at måle strømmen.

Trin 4: Styring af motoren

Det er det, vi er næsten klar til at få vores motor til at dreje. De eneste ting at gøre er:

1. at fjerne vores multimeter fra vores system, hvis det ikke allerede er gjort,
2. tilslut MS1 til 5V, hvilket får føreren til at bruge halve trin (jeg havde problemer med at få robotten til at dreje med fulde trin på 5V. Men som en del af mit mål var at få alt til at køre på 5V accepterede jeg at ofre lidt fart og for at få en vis præcision),
3. give STEP- og DIR -benene det, vi ønsker fra vores controller.

Derefter: Hvis du vil styre motoren ved hjælp af Arduino, skal du blot følge artiklen her, hvor du finder en prøvekode. Hvis du vil styre det med micro: bit, så bliv hos mig lidt længere.

Micro: bit, som Arduino, leveres med GPIO'er. Derfor kan vi, når vi får strøm til den (med 3,3V!), Programmere den til at udsende STEP og DIR. Selvom der synes at være masser af input og output, skal du advare om, at mange af dem faktisk allerede er forbeholdt nogle andre formål. Du kan lære mere om det i denne artikel. Du vil se i denne artikel, at mange af input/output faktisk deles med displayet, og derfor skal du slukke for displayet, hvis du vil bruge dem. Men lad os ikke slukke skærmen! Så hvilke pins kan vi bruge? Jeg vil bruge ben 2 og 8, da jeg ikke vil bruge puderne (pin 2).

Slut pin 2 af micro: bit til STEP, pin 8 til DIR, upload programmet vedhæftet ved hjælp af din yndlings micro: python editor (jeg brugte mu-editor). Dette program sætter dybest set en PWM på pin 2 med en periode på 1 millisekund (og en 50% driftscyklus), og din motor skal rotere. Sæt pin 8 til 0 eller 1 for at få den til at dreje på en eller anden måde, og ændr perioden for at få den til at dreje den ønskede hastighed (så længe du ikke vil have den til at gå for hurtigt … for mig var en puls hvert millisekund tæt på til den maksimale hastighed, jeg kunne nå).

For at gøre tingene lidt mere kompakte og let gå i gang med en mobil robot lavede jeg et lille bræt. Tavlen er vist på billedet ovenfor. På billedet er der en lilla ledning fra VMOT til VDD, der gemmer sig i skyggen. Også den gule ledning, der går fra SLP til RST, er faktisk ikke loddet, jeg satte den bare der for at repræsentere loddet, jeg lagde på bagsiden af brættet for at forbinde de 2 ben. Bemærk: kølelegemet er normalt ikke påkrævet med et sådant system, da vi tegner meget, meget mindre end 1A.

Det er det, jeg håber, at denne instruktive vil hjælpe mange af jer til at nyde stepper motorens kraft i dine projekter.