Điều khiển động cơ bước nema 17 với arduino và mô-đun trình điều khiển bước a4988

Động cơ bước là một loại động cơ DC hoạt động theo các bước rời rạc và được sử dụng ở mọi nơi, từ camera giám sát đến các robot và máy móc tinh vi. Động cơ bước cung cấp khả năng điều khiển chính xác và có thể được phân biệt dựa trên mô-men xoắn, số bước trên mỗi vòng quay và điện áp đầu vào. Trong dự án trước đây, chúng tôi đã điều khiển động cơ bước 28-BYJ48 bằng Arduino. 28-BYJ48 có mô-men xoắn tương đối thấp hơn so với các động cơ bước khác như NEMA 14, NEMA17.

Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ điều khiển động cơ bước NEMA17 bằng Arduino Uno và mô-đun trình điều khiển bước A4988. Động cơ bước Nema17 có mô-men xoắn cao hơn và điện áp hoạt động cao hơn 28-BYJ48. Tại đây cũng sẽ gắn một chiết áp để điều khiển hướng của động cơ bước.

Thành phần bắt buộc

Arduino UNO
Động cơ bước NEMA17
Mô-đun trình điều khiển bước A4988
Tụ điện 47 µf
Chiết áp

Động cơ bước NEMA17

Hoạt động của Nema17 tương tự như Stepper Motors bình thường. Động cơ bước NEMA 17 có mặt trước 1,7 x 1,7 inch và nó thường có nhiều mô-men xoắn hơn các biến thể nhỏ hơn, chẳng hạn như NEMA 14. Động cơ này có sáu dây dẫn và điện áp danh định là 12 volt. Nó có thể hoạt động ở điện áp thấp hơn, nhưng mô-men xoắn sẽ giảm. Động cơ bước không quay chúng theo bước và động cơ NEMA17 có góc bước là 1,8 độ. có nghĩa là nó bao phủ 1,8 độ trong mỗi bước. Sơ đồ đấu dây cho NEMA17 được đưa ra dưới đây.

Như bạn có thể thấy rằng động cơ này có một sự sắp xếp sáu dây đơn cực. Những dây này được kết nối trong hai cuộn dây chia nhỏ. Các dây Đen, Vàng, Xanh lá cây là một phần của cuộn dây thứ nhất trong đó Đen là vòi trung tâm và Vàng và Xanh lục là cuối cuộn dây trong khi Đỏ, Trắng và Xanh lam là một phần của cuộn dây thứ hai, trong đó Trắng là vòi trung tâm và Đỏ và Xanh lam là cuộn dây dây cuối. Thông thường, dây ở vòi trung tâm bị ngắt kết nối.

Số bước mỗi cuộc cách mạng cho NEMA17

Số bước trên mỗi vòng quay cho một động cơ bước cụ thể được tính bằng cách sử dụng góc bước của động cơ bước đó. Vì vậy, trong trường hợp, góc bước NEMA 17 là 1,8 độ.

Số bước mỗi vòng quay = 360 / góc bước 360 / 1,8 = 200 bước mỗi vòng quay

Thông số kỹ thuật của NEMA17

Điện áp định mức: 12V DC
Góc bước: 1,8 độ.
Số giai đoạn: 4
Chiều dài động cơ: 1,54 inch
Dây dẫn 4 dây, 8 inch
200 bước mỗi vòng quay, 1,8 độ
Nhiệt độ hoạt động: -10 đến 40 ° C
Mô-men xoắn giữ đơn cực: 22,2 oz-in

Ngoài ra, hãy kiểm tra các dự án liên quan đến động cơ bước khác nhau tại đây, không chỉ bao gồm giao diện cơ bản với các bộ vi điều khiển khác nhau mà còn có các dự án robot liên quan đến động cơ bước.

Mô-đun trình điều khiển bước A4988

Mô-đun trình điều khiển bước điều khiển hoạt động của động cơ bước. Trình điều khiển bước gửi dòng điện đến động cơ bước qua các giai đoạn khác nhau.

Trình điều khiển bước A4988 Nema 17 là một mô-đun trình điều khiển vi bước được sử dụng để điều khiển động cơ bước lưỡng cực. Mô-đun trình điều khiển này có một trình phiên dịch tích hợp có nghĩa là chúng tôi có thể điều khiển động cơ bước bằng rất ít chân từ bộ điều khiển của chúng tôi.

Sử dụng mô-đun trình điều khiển động cơ Nema 17 này, chúng ta có thể điều khiển động cơ bước bằng cách chỉ sử dụng hai chân, tức là BƯỚC và HƯỚNG. Chân STEP được sử dụng để điều khiển các bước trong khi chân DIRECTION được sử dụng để điều khiển hướng của động cơ. A4988 mô-đun điều khiển cung cấp lăm độ phân giải bước khác nhau: đầy đủ bước, nửa bước, tứ bước, tám bước, và mười sáu bước . Bạn có thể chọn độ phân giải bước khác nhau bằng cách sử dụng các chân của bộ chọn độ phân giải ((MS1, MS2 và MS3). Bảng sự thật cho các chân này được đưa ra dưới đây:

MS1	MS2	MS3	Độ phân giải microstep
Thấp	Thấp	Thấp	Toàn bước
Cao	Thấp	Thấp	½ Bước (Nửa bước)
Thấp	Cao	Thấp	¼ Bước (Bước quý)
Cao	Cao	Thấp	1/8 Bước (Bước thứ tám)
Cao	Cao	Cao	1/16 Bước (Bước thứ mười sáu)

Thông số kỹ thuật của A4988

Tối đa Điện áp hoạt động: 35V

Min. Điện áp hoạt động: 8V

Tối đa Hiện tại mỗi pha: 2A

Độ phân giải microstep: Toàn bước, ½ bước, ¼ bước, 1/8 và 1/16 bước

Bảo vệ điện áp ngược: Không

Kích thước: 15,5 × 20,5 mm (0,6 "× 0,8")

Sơ đồ mạch

Sơ đồ mạch điều khiển động cơ bước Nema 17 bằng Arduino được cho trong hình trên. Vì mô-đun A4988 có một trình dịch tích hợp có nghĩa là chúng ta chỉ cần kết nối các chân Bước và Hướng với Arduino. Chốt bước được sử dụng để điều khiển các bước trong khi chốt định hướng được sử dụng để điều khiển hướng. Động cơ bước được cấp nguồn bằng nguồn điện 12V và mô-đun A4988 được cấp nguồn qua Arduino. Chiết áp được sử dụng để điều khiển hướng của động cơ.

Nếu bạn xoay chiết áp theo chiều kim đồng hồ, thì bước sẽ quay theo chiều kim đồng hồ, và nếu bạn xoay chiết áp ngược chiều kim đồng hồ, thì nó sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ. Tụ điện 47 µf được sử dụng để bảo vệ bo mạch khỏi các đột biến điện áp. Các chân MS1, MS2 và MS3 còn lại bị ngắt kết nối, điều đó có nghĩa là trình điều khiển sẽ hoạt động ở chế độ toàn bước.

Các kết nối hoàn chỉnh cho Arduino Nema 17 A4988 được đưa ra trong bảng dưới đây.

S.NO.	A4988 Pin	Kết nối
1	VMOT	+ về Pin
2	GND	-ve của pin
3	VDD	5V của Arduino
4	GND	GND của Arduino
5	STP	Pin 3 của Arduino
6	DIR	Pin 2 của Arduino
7	1A, 1B, 2A, 2B	Động cơ bước

Giải thích mã

Mã hoàn chỉnh với điều khiển video làm việc Nema 17 với Arduino được đưa ra ở cuối hướng dẫn này, ở đây chúng tôi sẽ giải thích chương trình hoàn chỉnh để hiểu hoạt động của dự án.

Trước hết, hãy thêm thư viện động cơ bước vào IDE Arduino của bạn. Bạn có thể tải xuống thư viện động cơ bước từ đây.

Sau đó, xác định số bước cho NEMA 17. Như chúng tôi đã tính toán, số không. số bước trên mỗi vòng quay đối với NEMA 17 là 200.

#include #define STEPS 200

Sau đó, chỉ định các chân mà mô-đun trình điều khiển được kết nối và xác định kiểu giao diện động cơ là Loại1 vì động cơ được kết nối thông qua mô-đun trình điều khiển.

Bước bước (STEPS, 2, 3); #define motorInterfaceType 1

Tiếp theo, đặt tốc độ cho động cơ bước bằng cách sử dụng hàm stepper.setSpeed . Tốc độ động cơ tối đa cho NEMA 17 là 4688 vòng / phút nhưng nếu chúng tôi chạy nó nhanh hơn 1000 vòng / phút thì mô-men xoắn giảm nhanh chóng.

void setup () { stepper.setSpeed (1000);

Bây giờ trong vòng lặp chính , chúng ta sẽ đọc giá trị chiết áp từ chân A0. Trong vòng lặp này, có hai chức năng một là potVal và chức năng kia là Pval . Nếu giá trị hiện tại, tức là potVal cao hơn giá trị trước đó, tức là Pval hơn nó sẽ di chuyển mười bước theo chiều kim đồng hồ và nếu giá trị hiện tại nhỏ hơn giá trị trước đó, nó sẽ di chuyển mười bước theo hướng ngược chiều kim đồng hồ.

potVal = bản đồ (analogRead (A0), 0,1024,0,500); if (potVal> Pval) stepper.step (10); if (potVal bước. bước (-10); Pval = potVal;

Bây giờ kết nối Arduino với máy tính xách tay của bạn và tải mã lên bảng Arduino UNO của bạn bằng cách sử dụng Arduino IDE, chọn Bảng và số cổng rồi nhấp vào nút tải lên.

Bây giờ bạn có thể điều khiển hướng của động cơ bước Nema17 bằng cách sử dụng chiết áp. Toàn bộ hoạt động của dự án được hiển thị trong video dưới đây. Nếu bạn có bất kỳ nghi ngờ nào liên quan đến dự án này, hãy gửi chúng trong phần bình luận bên dưới.