Linear Actuator Stepper Motor: 3 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Για να μετατρέψετε την περιστροφική κίνηση του βηματικού κινητήρα σε γραμμική κίνηση, ο βηματικός κινητήρας συνδέεται με ένα σπείρωμα. Στο νήμα χρησιμοποιούμε ένα ορείχαλκο παξιμάδι το οποίο δεν μπορεί να περιστραφεί. Κάθε στροφή του νήματος το παξιμάδι ορείχαλκου μεταφράζεται στην αξονική διεύθυνση του νήματος.

Δείτε: γραμμικός ενεργοποιητής ταξιδιού-καρυδιού,

Βήμα 1: Λίστα μερών

Ένας από τους στόχους είναι η χρήση υλικού εκτός ράφι. Διατηρεί το κόστος χαμηλό και αν σπάσει κάποιο εξάρτημα μπορεί να αντικατασταθεί εύκολα.

• Μ5 ορειχάλκινη άγκυρα
• Νήμα από ανοξείδωτο ατσάλι M5
• M5 καρύδια (προαιρετικά)
• Υποδοχή γείωσης
• Ρουλεμάν εσωτερικής διαμέτρου Ø5mm (π.χ. MF105 ZZ 5x10x4, F695 ZZ 5x13x4)
• Βηματικός άξονας κινητήρα Ø5mm με επίπεδες πλευρές (π.χ. τύπου BYJ, 20BYJ46, 24BYJ48, 28BYJ48, 30YJ46, 35BYJ46)
• Πρόγραμμα οδήγησης βηματικού κινητήρα (π.χ. ULN2003, ULN2003 mini)
• Arduino

Βήμα 2: Μέρη

Βηματικό μοτέρ σύζευξης - σπείρωμα

Ο σύνδεσμος γείωσης έχει σχεδιαστεί για να συνδέει δύο καλώδια. Και στις δύο πλευρές παρέχονται 2 βίδες για τη στερέωση του σύρματος. Για να συνδέσετε το βηματικό μοτέρ με το σπείρωμα, η εσωτερική διάμετρος του συνδέσμου γείωσης πρέπει να τρυπηθεί σε Ø5mm (αφαιρέστε τις μικρές βίδες πριν από τη διάτρηση). Οι μικρότεροι βηματικοί κινητήρες των μοντέλων BYJ έχουν μια επίπεδη επιφάνεια 6 mm στον άξονα. Το μήκος του συνδετήρα είναι 30mm. Όταν κόβουμε στη μέση έχουμε 2 συζεύξεις.

Η μία βίδα της ζεύξης βιδώνεται στην επίπεδη επιφάνεια του βηματικού κινητήρα και η δεύτερη βίδα βιδώνεται στη ράβδο με σπείρωμα. Αυτό το καθιστά έναν άκαμπτο σύνδεσμο που μεταφέρει τη ροπή του βηματικού κινητήρα στη ράβδο με σπείρωμα.

Να είστε προσεκτικοί, επειδή πρόκειται για μια άκαμπτη σύζευξη, η κακή ευθυγράμμιση της ράβδου, των εδράνων ή του περικοχλίου έχει ως αποτέλεσμα προβλήματα στον βηματικό κινητήρα.

Κλωστή ράβδος

Κατά προτίμηση η ράβδος σπειρώματος και το περικόχλιο νήματος είναι από διαφορετικά υλικά. Η επιλογή του υλικού για τη ράβδο με σπείρωμα είναι από ανοξείδωτο χάλυβα. Είναι ένα σκληρό υλικό, έχει αντοχή στη διάβρωση, τη σκουριά και το λεκέ. Η επιλογή του υλικού για το παξιμάδι είναι ορείχαλκος. Ο στατικός/δυναμικός συντελεστής τριβής ξηρής επιφάνειας είναι χαμηλός (στατικός 0,4, δυναμικός 0,2)

Ορείχαλκο παξιμάδι

Η άγκυρα από ορείχαλκο έχει ένα εσωτερικό τμήμα με σπείρωμα και ένα τμήμα που έχει κωνικό σχήμα. Από αυτόν τον τύπο αγκύρωσης το πρώτο 10mm είναι μετρικό νήμα. Αυτή είναι η ενότητα που χρησιμοποιείται σε αυτό το έργο.

Το εσωτερικό σχήμα κώνου είναι άχρηστο. Διευρύνεται όταν τοποθετηθεί μια ράβδος με σπείρωμα και αυτό θα καταστρέψει το περίβλημα του παξιμαδιού.

Καρύδι στέγασης

Για να μετατραπεί το παξιμάδι στην αξονική κατεύθυνση της ράβδου με σπείρωμα, πρέπει να αποφεύγεται η περιστροφή του παξιμαδιού. Το παξιμάδι πρέπει επομένως να έχει επίπεδη επιφάνεια. Ένα παράδειγμα είναι η εικόνα με το τετράγωνο ξύλινο μπλοκ. Το παξιμάδι είναι κολλημένο στο μπλοκ.

Να γνωρίζετε την κακή ευθυγράμμιση.

Ρουλεμάν

Για να αποφύγετε όσο το δυνατόν περισσότερες τριβές χρησιμοποιήστε ρουλεμάν. Αυτά τα ρουλεμάν είναι φθηνά. Δεν χρειάζεται υπερβολική ακρίβεια. Υπάρχουν κάποιες ανοχές μεταξύ ράβδου με σπείρωμα και ρουλεμάν, αυτό απορροφά κάποια κακή ευθυγράμμιση. Το ρουλεμάν που χρησιμοποιώ έχει φλάντζα και πιέζεται σφιχτά στο ξύλο.

Βήμα 3: Σύνδεση του Stepper Motor στο Arduino

Η σειρά BYJ είναι μονοπολικοί βηματικοί κινητήρες. Σε αυτό το έργο ο βηματικός κινητήρας είναι 20BYJ46. Το πρόγραμμα οδήγησης είναι ένα mini-ULN2003.

Όταν αγοράζετε βηματικό μοτέρ, ελέγξτε την ονομαστική τάση. Χρησιμοποιήστε μια έκδοση 5V όταν χρησιμοποιείτε το τροφοδοτικό Arduino. Ελέγξτε το ρεύμα με τον τύπο: U = IxR. Η έκδοση 5V του 20BYJ46 έχει αντίσταση 60ohm. Το ρεύμα είναι τότε I = U/R = 5/60 = 0,08Α.

Το Arduino δεν είναι σε θέση να παρέχει αρκετό ρεύμα στις ψηφιακές ακίδες για να τροφοδοτήσει άμεσα έναν βηματικό κινητήρα. Για την προστασία του Arduino χρησιμοποιείται ένας οδηγός. Ένας οδηγός διαβάζει στις ακίδες εισόδου την κατάσταση των ψηφιακών ακίδων του Arduino και γράφει στις ακίδες εξόδου. Όταν ο ακροδέκτης εισόδου 1Β είναι "Υψηλός", η ισχύς που παρέχεται στο πρόγραμμα οδήγησης δρομολογείται στην καρφίτσα VCC (+) και 1C (-).

Δείτε την εικόνα και τον πίνακα πώς να συνδέσετε το Arduino στο πρόγραμμα οδήγησης stepper στο βηματικό μοτέρ (ο κινητήρας και το πρόγραμμα οδήγησης παρέχονται με αντίστοιχη πρίζα και βύσμα). Εάν όλα είναι σωστά συνδεδεμένα, το Arduino μπορεί να τροφοδοτηθεί και ο κωδικός μπορεί να μεταφορτωθεί το Arduino.

Δείτε τον πίνακα πώς να περιστρέψετε το βηματικό μοτέρ το Arduino πρέπει να κάνει έναν ψηφιακό πείρο "High", άλλοι πείροι πρέπει να είναι "LOW" όταν ολοκληρωθεί η περιστροφή του βηματικού κινητήρα, το Arduino πρέπει να κάνει τον επόμενο πείρο "HIGH", ενώ οι άλλες ακίδες πρέπει να είναι "LOW" και ούτω καθεξής. Όταν επαναληφθεί αυτό, ο βηματικός κινητήρας αρχίζει να περιστρέφεται.