28BYJ-48 5V სტეპერიანი ძრავა და A4988 მძღოლი: 4 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ოდესმე გსურდათ რობოტის გადახვევა ზუსტი კუთხით, თქვენი არდუინოს ან მიკრო: ბიტის მხოლოდ რამდენიმე გამოყვანის გამოყენებით? ეს ყველაფერი იაფად? ეს არის თქვენთვის სასწავლო! ამ სასწავლო ინსტრუქციაში ჩვენ ვნახავთ, თუ როგორ უნდა მართოს ძალიან იაფი სტეპერიანი ძრავა ჩვენი კონტროლერის მხოლოდ 2 გამოსასვლელის გამოყენებით და მოითხოვს მხოლოდ 5V კვების ბლოკს!

მე ეს ინსტრუქციის მიმცემი გავხდი მას შემდეგ, რაც ცოტაოდენი ინფორმაციის შეგროვებისთვის ვიბრძოდი, ზოგჯერ კი დეზინფორმაციას ვცდილობდი და მინდოდა სხვების გადარჩენა იმავე პროცესის გავლისგან.

დაწყებამდე, რატომ ასეთი შეზღუდვა?

• რატომ 5V: იმიტომ, რომ მსურს ამის ინტეგრირება მობილურ რობოტზე, რომელიც იმუშავებს მხოლოდ 3.7 ლითიუმის ბატარეით, რომლის ამოღებაც შემიძლია 5V გამაძლიერებლის საშუალებით.
• რატომ გამოიყენება A4988 და არა ULN2003, რომელიც ხშირად მოდის 28BYJ ძრავით? რადგან, პირველ რიგში, მას სჭირდება 4 შეყვანა. ამიტომ A4988- ის გამოყენება გვაიძულებს დაზოგოთ 2 ჩვენი ძვირფასი კონტროლერის გამოსავალი (და თუ მოგწონთ მიკროთან მუშაობა: როგორც მე, მაშინ ეს შედეგები ძვირფასია …)! მაგრამ უფრო მეტია! ძრავის მართვა მხოლოდ იმპულსებით, როგორც მაღალი იმპულსები, გვაძლევს შესაძლებლობას მართოთ ძრავა მარტივი PWM- ით. მოვალეობის ციკლის 50%-ზე დაფიქსირებით, PWM სიხშირის შეცვლა ცვლის ძრავის ბრუნვის სიჩქარეს. რატომ არის ეს დიდი? რადგან თუ გსურთ დააყენოთ ჩემი საავტომობილო სიჩქარე და შემდეგ გააგრძელოთ სხვა საგნების კონტროლი ჩემი Arduino ან micro: bit– ით, მაშინ შეგიძლიათ უბრალოდ დააყენოთ ჩემი PWM და დაივიწყოთ ის, რაც თქვენს კოდს ბევრად წაკითხულსა და თქვენს სიცოცხლეს გახდის. უფრო ადვილია (მაგალითად, თუ გსურთ შექმნათ რობოტი მსგავსი).

მოდით დავიწყოთ!

მარაგები

აქ არის ის, რაც გჭირდებათ ამ ინსტრუქციისთვის:

• 1x 28BYJ სტეპერიანი ძრავა
• 1x A4988 მძღოლი
• 1x breadboard ან პროტოტიპის დაფა, კონდენსატორი და რამდენიმე მავთული
• მიკრო: ბიტი და გაფართოების დაფა ან არდუინო
• 5V კვების წყარო (+3.3V თუ იყენებთ მიკრო: ბიტს). ამისათვის გამოვიყენე 18650 ლითიუმის ბატარეა და ბატარეის ფარი.
• 1x მულტიმეტრი

ნაბიჯი 1: ჩვენი სისტემის გაცნობა

პირველი, რასაც მე გირჩევთ დასაწყებად, იქნება მეტი გაიგოთ სტეპერ ძრავებისა და A4988 დრაივერის შესახებ. ჰეი, მაგრამ რატომ გვჭირდება ეს მძღოლი? შეგვიძლია გავაკონტროლოთ სტეპერიანი ძრავა მძღოლის გარეშე? პასუხი არის არა. დაფები, როგორიცაა Micro: bit და Arduino, კარგად ამუშავებენ ინფორმაციას, მაგრამ არ აძლევენ ბევრ მიმდინარეობას, ხოლო სტეპერიანი ძრავის გადასატანად დენი გჭირდებათ. იმის გასაგებად, თუ როგორ მუშაობს ძრავა და მძღოლი, ეს არის მითითება, რომელსაც მე გირჩევთ. ეს არის სინთეტიკური, მაგრამ ასევე შეიცავს უმეტეს ინფორმაციას, რაც დაგჭირდებათ გაყვანილობისთვის.

მაგრამ დაელოდეთ სანამ რამის მიერთებას შეეცდებით! 28BYJ ადაპტირებულია A4988– ზე? თუ თქვენ ჩქარობთ ძებნას, ნახავთ, რომ ეს ძრავა იშვიათად მოყვება A4988 მძღოლს. თუ საფუძვლიანად წაიკითხავთ წინა მითითებას, თქვენ მიხვდებით რატომ: ჩვენი სტეპერი არის ერთპოლარული ძრავა, ხოლო A4988 შექმნილია ბიპოლარული ძრავების მართვისთვის, ასე რომ ჩვენ მოგვიწევს ცოტა ძრავა!

ნაბიჯი 2: ძრავის გატეხვა

იმისათვის, რომ თქვენი ძრავები ძრავის მძღოლთან თავსებადი იყოს, უბრალოდ ამოიღეთ წითელი მავთული თეთრი კონექტორიდან. იმისათვის, რომ გაჭრა კონექტორი ამოიღონ წითელი მავთული და გაჭრა წითელი მავთულის ძრავა. შემდეგ შეცვალეთ ყვითელი და ვარდისფერი კაბელი კონექტორზე. შეინახეთ წითელი მავთული და კონექტორი შემდეგი ნაბიჯისათვის!

კონექტორიდან კაბელის ამოსაღებად დააწექით მავთულს, რომლის ამოღებაც გსურთ კონექტორში და შემდეგ მკვეთრი იარაღით შეაერთეთ კონექტორზე ხილული მეტალის ბიტი (ზემოთ არის სურათი, სადაც ამას ვაკეთებ ჩემი საყვარელი დანით, ოპინელი!), და ბოლოს გაიყვანე და საბოლოოდ ყველაფერი უნდა გამოვიდეს როგორც ზემოთ მოცემულ სურათზე. ბოლო სურათი გვიჩვენებს, თუ როგორ უნდა გამოიყურებოდეს კონექტორი ამ ცვლილებების ბოლოს: კონექტორზე კაბელის თანმიმდევრობა უნდა იყოს ნარინჯისფერი/ვარდისფერი/ყვითელი/ლურჯი.

(PS: ონლაინ თქვენ ნახავთ რამოდენიმე გაკვეთილს, რომელიც მიუთითებს იმაზე, რომ თქვენ უნდა ჩამოაშოროთ წითელი მავთული ძრავიდან და შემდეგ გადააჭარბოთ PCB, დაივიწყეთ ეს, ეს არ არის აუცილებელი. უსარგებლოა?)

ნაბიჯი 3: დრაივერის დაყენება

ახლა … დროა მართოს ეს ძრავა მძღოლთან ერთად? ჯერ არ ბოდიში! ხედავთ ხრახნს A4988 დაფაზე? კარგი, ჩვენ უნდა ვიჩხუბოთ. ეს ხრახნი ძირითადად გაძლევთ საშუალებას განსაზღვროთ რამდენი დენი გაივლის თქვენი ძრავის ხვეულებს. ჩვენს შემთხვევაში, სანამ ჩვენი კვების ბლოკი იძლევა 5V- ს და ძრავის ჩვენს კოჭებს აქვთ წინააღმდეგობა 50 Ohms, ჩვენი დენი არ იქნება 100mA- ზე მეტი, რომელიც უნდა იყოს მხარდაჭერილი ძრავით, რათა საბოლოოდ გამოტოვოთ ეს ნაბიჯი. თუმცა, თუ თქვენ ჩემნაირი ხართ და რომ გსურთ, რომ ძრავა მხოლოდ იმდენი მიმდინარე იყოს, რამდენიც მას სჭირდება, მიჰყევით მას.

დრაივერის დასაყენებლად მიჰყევით ამ სტატიის მე –2 მეთოდს იმ ადაპტაციებით (როგორც ზემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს)

1. გამოიყენეთ 5V ბატარეის ფარიდან როგორც ლოგიკისთვის, ასევე ძრავის სიმძლავრის შესასვლელად (ამბობენ, რომ VMOT– ს სჭირდება 8V– ზე მეტი, მაგრამ 5V მუშაობს!). დაფაზე არსებული 2 GND ქინძისთავები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, ამიტომ არ არის საჭირო ორივე მათგანის დაკავშირება ბატარეის მიწასთან.
2. შეაერთეთ STEP და DIR ქინძისთავები 5V– თანაც (არა Arduino– სთან, როგორც ეს მითითებულია სტატიაში)
3. მულტიმეტრის დაყენებისას, მე დავაყენე დენი 50 mA, რაც საკმარისი იყო ჩემი ძრავების ნახევარსაფეხურიანი მოძრაობისთვის (უფრო მეტად შემდეგ ეტაპზე). ძრავის ხვეულში დენის გასაზომად ჩემი მულტიმეტრის დასაკავშირებლად, როგორც ხედავთ ზემოთ მოცემულ სურათზე, მე ყვითელი მავთული გამოვიღე კონექტორიდან და ჩავწერე წითელი მავთული ისე, რომ შემეძლო ჩემი მულტიმეტრი წითელიდან ყვითელი მავთული დენის გასაზომად.

ნაბიჯი 4: ძრავის კონტროლი

ესე იგი, ჩვენ თითქმის მზად ვართ ჩვენი ძრავა გადავაბრუნოთ. ერთადერთი რაც უნდა გააკეთო არის:

1. ამოიღონ ჩვენი მულტიმეტრი ჩვენი სისტემიდან, თუ ეს უკვე არ გაკეთებულა,
2. დააკავშირეთ MS1 5V– სთან, რაც მძღოლს გამოიყენებს ნახევარ საფეხურზე (მე გამიჭირდა რობოტი 5V– ზე სრული ნაბიჯებით დატრიალებულიყო. მაგრამ ჩემი მიზნის ნაწილი იყო 5V– ზე ყველაფერი გამეკეთებინა, მე მივიღე მსხვერპლი ცოტა სიჩქარისთვის და გარკვეული სიზუსტის მოსაპოვებლად),
3. მიაწოდეთ STEP და DIR ქინძისთავები, რაც ჩვენ გვინდა ჩვენი კონტროლერისგან.

შემდეგ: თუ გსურთ აკონტროლოთ ძრავა Arduino– ს გამოყენებით, უბრალოდ მიჰყევით სტატიას აქ, სადაც ნახავთ კოდის ნიმუშს. თუ გსურთ გააკონტროლოთ ის მიკრო: ცოტა, მაშინ ჩემთან დარჩით კიდევ ცოტა ხნით.

Micro: bit, როგორც Arduino, მოყვება GPIO– ები. ამრიგად, მას შემდეგ, რაც ჩვენ მას დავამუშავებთ (3.3 ვ!), მაშინ ჩვენ შეგვიძლია მისი დაპროგრამება STEP და DIR გამოსასვლელად. მიუხედავად იმისა, რომ როგორც ჩანს, ბევრი შესავალი და შედეგია, გაფრთხილებთ, რომ სინამდვილეში ბევრი მათგანი უკვე სხვა მიზნებისთვისაა განკუთვნილი. ამის შესახებ მეტი შეგიძლიათ გაიგოთ ამ სტატიაში. ამ სტატიაში თქვენ ნახავთ, რომ რეალურად ბევრი შენატანი/გამოსავალი იზიარებს ეკრანს და, შესაბამისად, თუ გსურთ გამოიყენოთ ისინი, მაშინ მოგიწევთ ეკრანის გამორთვა. მაგრამ მოდით არ გამორთოთ ჩვენება! მაშ რომელი ქინძისთავები შეგვიძლია გამოვიყენოთ? მე გამოვიყენებ ქინძისთავებს 2 და 8, როგორც მე არ გამოვიყენებ ბალიშებს (პინ 2).

შეაერთეთ მიკრო პინი 2: ბიტი STEP- ში, პინი 8 DIR, ატვირთეთ პროგრამა თქვენი საყვარელი მიკრო: პითონის რედაქტორის გამოყენებით (მე გამოვიყენე mu-editor). ეს პროგრამა ძირითადად აყენებს PWM პინ 2 – ს 1 მილიწამიანი პერიოდით (და 50% სამუშაო ციკლი) და თქვენი ძრავა უნდა ბრუნავდეს. დააყენეთ პინი 8 -დან 0 -მდე ან 1 -მდე, რათა ის ასე თუ ისე მოტრიალდეს და შეცვალოთ პერიოდი, რათა ის შეცვალოს თქვენთვის სასურველი სიჩქარე (სანამ არ გსურთ რომ ის ძალიან სწრაფად წავიდეს … ჩემთვის პულსი ყოველ მილიწამში ახლოს იყო მაქსიმალური სიჩქარით, რომლის მიღწევაც შემეძლო).

იმისათვის, რომ რამე უფრო კომპაქტური იყოს და მარტივად ჩავრთო მობილურ რობოტში, გავაკეთე პატარა დაფა. დაფა ნაჩვენებია ზემოთ მოცემულ სურათზე. სურათზე არის მეწამული მავთული, რომელიც მიდის VMOT– დან VDD– ში, რომელიც იმალება ჩრდილში. ასევე, ყვითელი მავთული, რომელიც მიდის SLP– დან RST– ზე, ფაქტობრივად არ არის შედუღებული, მე უბრალოდ ჩავდე იქ, რათა წარმოვაჩინო solder, რომელიც მე დავდე დაფის უკანა მხარეს, რათა დააკავშიროთ ის 2 ქინძისთავი. შენიშვნა: გათბობის რადიატორი ჩვეულებრივ არ არის საჭირო ასეთი სისტემით, რადგან ჩვენ ვხატავთ ბევრად, გაცილებით ნაკლებს, ვიდრე 1A.

ესე იგი, ვიმედოვნებ, რომ ეს ინსტრუქცია ბევრ თქვენგანს დაეხმარება დატკბეს სტეპერ ძრავის სიმძლავრით თქვენს პროექტებში.