Lineær aktuator Stepmotor: 3 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

For at konvertere trinmotorens roterende bevægelse til en lineær bevægelse er trinmotoren forbundet med en gevind. På tråden bruger vi en messingmøtrik, som ikke er i stand til at rotere. For hver drejning af gevindet oversættes messingmøtrikken i gevindets aksiale retning.

Se: lineær aktuator med vandmøtrik,

Trin 1: Deleliste

Et af målene er brugen af hylde-materiale. Det holder omkostningerne nede, og hvis en dele går i stykker, kan det let udskiftes.

• M5 messing anker
• M5 rustfrit stål gevind
• M5 møtrikker (valgfrit)
• Jordforbindelse
• Kuglelejer indvendig diameter Ø5mm (f.eks. MF105 ZZ 5x10x4, F695 ZZ 5x13x4)
• Stepmotoraksel Ø5mm med flade sider (f.eks. BYJ-typer, 20BYJ46, 24BYJ48, 28BYJ48, 30YJ46, 35BYJ46)
• Stepper motor driver (f.eks. ULN2003, ULN2003 mini)
• Arduino

Trin 2: Dele

Kobling trinmotor - gevind

Jordforbindelsen er designet til at forbinde to ledninger. Begge sider er forsynet med 2 skruer til fastgørelse af tråden. For at forbinde trinmotoren med gevindet skal jordforbindelsens indre diameter bores til Ø5mm (fjern de små skruer før boring). De mindre stepper motorer i BYJ modellerne har en 6 mm flad overflade ved akslen. Længden på stikket er 30 mm. Når vi skærer det i to, har vi 2 koblinger.

En skrue på koblingen er skruet fast på steppermotorens flade overflade, og den anden skrue er skruet fast på gevindstangen. Dette gør det til en stiv kobling, der overfører trinmotorens drejningsmoment til gevindstangen.

Vær opmærksom, fordi dette er en stiv kobling, forkert justering af stangen, lejer eller møtrik resulterer i problemer i trinmotoren.

Gevindstang

Fortrinsvis er gevindstangen og gevindmøtrikken fremstillet af forskellige materialer. Materialevalget til gevindstangen er rustfrit stål. Det er et stift materiale, har en modstandsdygtighed over for korrosion, rust og farvning. Valget af materialet til møtrikken er messing. Den tørre overflades statiske/dynamiske friktionskoefficient er lav (statisk 0,4, dynamisk 0,2)

Messing møtrik

Messingankeret har en indvendig gevindskåret sektion og en sektion, der har en kegleform. Af denne type ankre er de første 10 mm metrisk gevind. Dette er den sektion, der bruges i dette projekt.

Den indvendige kegleformede sektion er ubrugelig. Det udvider sig, når en gevindstang indsættes, og dette ødelægger møtrikkens hus.

Husmøtrik

For at få møtrikken til at oversætte i aksialretningen af gevindstangen, skal møtrikken undgås. Møtrikken skal derfor have en flad overflade. Et eksempel er billedet med den firkantede træklods. Møtrikken limes i blokken.

Vær opmærksom på fejljustering.

Lejer

Brug kuglelejer for at undgå så meget friktion som muligt. Disse lejer er billige. For meget præcision er ikke nødvendig. Der er nogle tolerancer mellem gevindstang og leje, dette absorberer en vis fejlretning. Lejet, jeg bruger, har en flange og presses tæt ind i træet.

Trin 3: Tilslutning af trinmotoren til Arduino

BYJ-serien er unipolare steppermotorer. I dette projekt er steppermotoren en 20BYJ46. Driveren er en mini-ULN2003.

Når du køber en trinmotor, skal du kontrollere den nominelle spænding. Brug en 5V -version, når du bruger Arduino -strømforsyningen. Kontroller strømmen med formlen: U = IxR. 5V -versionen af 20BYJ46 har en modstand på 60ohm. Strømmen er så I = U/R = 5/60 = 0,08A.

Arduino er ikke i stand til at levere nok strøm ved de digitale ben til at drive en trinmotor direkte. For at beskytte Arduino bruges en driver. En driver læser ved indgangsstifterne status for Arduino's digitale ben og skriver til udgangsstifterne. Når indgangsstiften 1B er "høj", ledes strømmen til driveren til pin VCC (+) og 1C (-).

Se billede og tabel, hvordan du tilslutter Arduino til stepper driveren til stepmotoren (motor og driver er forsynet med matchende stik og stik). Hvis alt er kablet korrekt, kan Arduino forsynes, og koden kan uploades Arduino.

Se tabellen, hvordan man roterer stepper motoren Arduino skal lave en digital pin “High”, andre pins skal være “LOW” når rotationen af stepmotoren er udført Arduino skal lave den næste pin “HIGH”, andre pins skal være "LAV" og så videre. Når dette gentages, begynder trinmotoren at rotere.