DIY Stepper Motor Controller: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Θυμηθείτε αυτούς τους κινητήρες DC, το μόνο που χρειάζεστε είναι να συνδέσετε τα θετικά και αρνητικά καλώδια σε μια μπαταρία και να αρχίσει να λειτουργεί. Αλλά καθώς ξεκινήσαμε να κάνουμε πιο πολύπλοκα έργα, αυτοί οι κινητήρες DC δεν φαίνεται να προσφέρουν αυτό που χρειάζεστε…. ναι εννοώ απόδοση, ακρίβεια και κυρίως ροπή χωρίς καμία μείωση ταχυτήτων.

Λοιπόν, η ιστορία ξεκίνησε καθώς σχεδίαζα να κατασκευάσω μια ημιαυτόματη πρέσα τρυπανιών που μπορεί να σας βοηθήσει να τρυπήσετε αντικείμενα όπως ένα συνηθισμένο πρέσα τρυπανιών, αλλά με τη βοήθεια ενός πεντάλ ποδιού, ώστε να μπορείτε να κρατάτε το αντικείμενο και με τα δύο σας χέρια χωρίς να χρειάζεται χέρι βοηθείας. Με λίγα λόγια, χρειάζομαι έναν κινητήρα που μπορεί να μετακινήσει με ακρίβεια την κεφαλή γεώτρησης και να προσφέρει μια καλή ποσότητα ροπής.

Αποτυγχάνοντας να τα πάρω όλα από ένα απλό μοτέρ DC, αποφάσισα να χρησιμοποιήσω ένα βηματικό μοτέρ. Ναι, αυτό που έχει τέσσερα καλώδια και αυτό είναι το μόνο που ήξερα γι 'αυτά. Έτσι, σε αυτό το εγχειρίδιο θα φτιάξουμε έναν ελεγκτή για αυτά τα τέσσερα βηματικά μοτέρ που μας επιτρέπουν να ελέγχουμε την ταχύτητα και την κατεύθυνση του κινητήρα χωρίς τη χρήση μικροελεγκτή Το

Βήμα 1: Έννοια και σχηματική

Ο στόχος αυτού του έργου είναι να απλοποιήσει τη χρήση ενός βηματικού μοτέρ, κατασκευάζοντας ένα αρθρωτό χειριστήριο που μπορεί να οδηγήσει εύκολα το βηματικό μοτέρ χωρίς την ανάγκη ενσωμάτωσης ενός μικροελεγκτή για να κάνει τη δουλειά.

Ο ελεγκτής που πρόκειται να κατασκευάσουμε βασίζεται στον οδηγό βηματικού κινητήρα A4988. Είναι σχετικά φθηνός και μπορεί εύκολα να βρεθεί σε οποιοδήποτε ηλεκτρονικό κατάστημα ηλεκτρονικών ειδών. Τώρα πριν μπούμε σε περισσότερες λεπτομέρειες, ρίξτε μια ματιά στο φύλλο δεδομένων του προγράμματος οδήγησης stepper.

Ο οδηγός χρειάζεται μια είσοδο PWM στον ακροδέκτη για να λειτουργήσει ο κινητήρας. Η αύξηση της συχνότητας του σήματος PWM έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερες στροφές ανά λεπτό και αντίστροφα. Για τον έλεγχο της κατεύθυνσης του κινητήρα, ο πείρος Dir του οδηγού μπορεί να εναλλαχθεί μεταξύ του VCC και του τερματικού γείωσης.

Ο οδηγός λειτουργεί σε 5v (VDD) και το VMOT αντιπροσωπεύει την τάση για τον κινητήρα που μπορεί να κυμαίνεται από 8-35VDC. Τα πηνία του κινητήρα θα συνδεθούν στις συνδέσεις 1Α, 2Α, 1Β, 2Β αντίστοιχα.

Τώρα για να δημιουργήσουμε το επιθυμητό σήμα PWM θα χρησιμοποιήσουμε ένα χρονοδιακόπτη 555. Εδώ θα χρησιμοποιήσουμε ένα ποτενσιόμετρο 10k για να αλλάξουμε τη συχνότητα εξόδου του σήματος PWM που θα μας βοηθήσει να ελέγξουμε την ταχύτητα περιστροφής. Τα υπόλοιπα είναι μια δέσμη δωρεάν συστατικών.

Βήμα 2: Σχεδιασμός του PCB

Μετά την ολοκλήρωση του σχηματικού, έκανα τις αρχικές δοκιμές πάνω από το breadboard και όλα φαίνεται να λειτουργούν άψογα. Ο κινητήρας είναι ακριβής, αποδοτικός και έχει καλή ποσότητα ροπής. Αλλά το πρόβλημα είναι ότι είναι ένα χάος σε ένα breadboard και το να το κάνεις αυτό σε μια σανίδα δεν πρόκειται να είναι μια επιλογή.

Έτσι, αποφάσισα να σχεδιάσω το PCB για αυτόν τον ελεγκτή που χρειάστηκε λίγο χρόνο, αλλά βεβαιώθηκα ότι όλες οι συνδέσεις είναι σωστές και πρόσθεσα επίσης όλα τα πρόσθετα εξαρτήματα για να κάνω τη χρήση αυτού του ελεγκτή όσο το δυνατόν πιο εύκολη.

Τώρα με το σχεδιασμό του PCB που ολοκληρώθηκε κατευθύνθηκα μέχρι το PCBWAY και ανέβασα τα αρχεία Gerber μου για να αποκτήσω τα PCB μου. Αφού πέρασα από ένα σωρό επιλογές, έχω παραγγείλει τα PCB μου. Προσφέρουν PCB υψηλής ποιότητας σε εκπληκτικές τιμές. Ένα μεγάλο ευχαριστώ στην PCBWAY για την πραγματοποίηση αυτού του έργου, οπότε βεβαιωθείτε ότι έχετε ελέγξει τον ιστότοπό τους για να παραγγείλετε τις προσαρμοσμένες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων σας.

Ο σύνδεσμος προς τα PCB και τα αρχεία Gerber για τους πίνακες κυκλωμάτων είναι:

www.pcbway.com/project/sharep…

PCBWAY

www.pcbway.com

Βήμα 3: Εργαλεία και εξαρτήματα

Ο κατάλογος των εργαλείων και των συστατικών για αυτό το έργο δίνεται παρακάτω:

ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ:

• Συγκολλητικό σίδερο
• Σύρμα συγκόλλησης
• Πένσα

ΟΔΗΓΟΣ STEPPER MOTOR

www.banggood.com/3D-Printer-A4988-Reprap-S…

ΛΟΓΑΡΙΑΣΜΟΣ ΥΛΙΚΟΥ (Αρχείο BOM):

Βήμα 4: Συναρμολόγηση των Διοικητικών Συμβουλίων

Τα PCB έφτασαν μέσα σε μια εβδομάδα και η ποιότητα είναι άψογη. Τώρα καθώς πιάνω τα χέρια μου στις σανίδες μάζεψα όλα τα εξαρτήματα και άρχισα να τα συναρμολογώ όπως υποδεικνύεται στους πίνακες.

Το καλύτερο πράγμα για να αφιερώσετε τόσο πολύ χρόνο στο σχεδιασμό των σανίδων είναι ότι τώρα μπορείτε να παράγετε όσα αντίγραφα χρειάζονται και το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να ρίξετε τα εξαρτήματα όπως φαίνεται στους πίνακες.

Βήμα 5: Ρύθμιση των πάντων

Μόλις οι σανίδες είναι έτοιμες, έχω τοποθετήσει το χρονόμετρο 555 και τον οδηγό βηματικού κινητήρα στη θέση τους και έχω συνδέσει τον κινητήρα με την πλακέτα. Μετά από αυτό, έχω συνδέσει την μπαταρία 12v χρησιμοποιώντας ζεύγη κλιπ αλιγάτορα για την τροφοδοσία της πλακέτας.

Βήμα 6: Τελικά αποτελέσματα

Μόλις συνδεθεί το χειριστήριο στην μπαταρία 12v. Ο κινητήρας άρχισε να περιστρέφεται. Όλα δείχνουν να κυλούν όπως αναμενόταν. Η κατεύθυνση περιστροφής μπορεί να αλλάξει με εναλλαγή του διακόπτη και η ταχύτητα περιστροφής μπορεί να ελεγχθεί περιστρέφοντας το κουμπί του ποτενσιόμετρου.