Управление шаговым двигателем nema 17 с помощью модуля шагового драйвера arduino и a4988

Шаговый двигатель - это тип двигателя постоянного тока, который работает дискретными шагами и используется везде, от камеры наблюдения до сложных роботов и машин. Шаговые двигатели обеспечивают точное управление и могут различаться на основе крутящего момента, количества шагов на оборот и входного напряжения. В нашем предыдущем проекте мы управляли шаговым двигателем 28-BYJ48 с помощью Arduino. 28-BYJ48 имеет относительно более низкий крутящий момент, чем другие шаговые двигатели, такие как NEMA 14, NEMA17.

В этом уроке мы собираемся управлять шаговым двигателем NEMA17 с помощью модуля шагового драйвера Arduino Uno и A4988. Шаговый двигатель Nema17 имеет более высокий крутящий момент и более высокое рабочее напряжение, чем 28-BYJ48. Здесь также будет установлен потенциометр для управления направлением шагового двигателя.

Компонент Требуется

• Arduino UNO
• Шаговый двигатель NEMA17
• Модуль шагового драйвера A4988
• Конденсатор 47 мкФ
• Потенциометр

Шаговый двигатель NEMA17

Работа Nema17 аналогична работе обычных шаговых двигателей. Шаговый двигатель NEMA 17 имеет лицевую панель размером 1,7 x 1,7 дюйма и обычно имеет больший крутящий момент, чем меньшие варианты, такие как NEMA 14. Этот двигатель имеет шесть выводных проводов, а номинальное напряжение составляет 12 вольт. Он может работать при более низком напряжении, но крутящий момент упадет. Шаговые двигатели не вращаются, они шаговые, а двигатель NEMA17 имеет угол шага 1,8 градуса. означает, что он охватывает 1,8 градуса на каждом шаге. Схема подключения NEMA17 представлена ​​ниже.

Как видите, этот двигатель имеет униполярную шестипроводную схему. Эти провода соединены в две раздельные обмотки. Черный, желтый, зеленый провода являются частью первой обмотки, где черный - центральный вывод, а желтый и зеленый - конец катушки, а красный, белый и синий - часть второй обмотки, в которой белый - центральный отвод, а красный и синий - катушка. концевые провода. Обычно провода центрального отвода остаются отключенными.

Количество шагов на оборот для NEMA17

Число шагов на оборот для конкретного шагового двигателя рассчитывается с использованием угла шага этого шагового двигателя. Таким образом, в этом случае угол шага NEMA 17 составляет 1,8 градуса.

Шагов на оборот = 360 / угол шага 360 / 1,8 = 200 шагов на оборот

Технические характеристики NEMA17

• Номинальное напряжение: 12 В постоянного тока
• Угол шага: 1,8 град.
• Количество фаз: 4
• Длина двигателя: 1,54 дюйма
• 4-жильный, 8-дюймовый провод
• 200 шагов на оборот, 1,8 градуса
• Рабочая температура: от -10 до 40 ° C
• Униполярный удерживающий момент: 22,2 унции на дюйм

Также проверьте здесь различные проекты, связанные с шаговыми двигателями, которые не только включают базовое взаимодействие с различными микроконтроллерами, но также имеют проекты робототехники, которые включают шаговые двигатели.

Модуль шагового драйвера A4988

Модуль шагового драйвера управляет работой шагового двигателя. Драйверы шагового двигателя посылают ток в шаговый двигатель через различные фазы.

Драйвер 17 шагового A4988 Нема является модулем драйвера микрошаговым, который используется для управления биполярных шаговых двигателей. Этот модуль драйвера имеет встроенный транслятор, что означает, что мы можем управлять шаговым двигателем, используя очень небольшое количество выводов от нашего контроллера.

Используя этот модуль драйвера двигателя Nema 17, мы можем управлять шаговым двигателем, используя только два контакта, то есть STEP и DIRECTION. Штырь STEP используется для управления шагами, в то время как штифт DIRECTION используется для управления направлением двигателя. Модуль драйвера A4988 обеспечивает пять различных разрешений шагов: полный шаг, шаг стержня, шаг четверти, шаг восьми и шаг шестнадцатого шага . Вы можете выбрать различные разрешения шага, используя контакты переключателя разрешения ((MS1, MS2 и MS3). Таблица истинности для этих контактов приведена ниже:

MS1	MS2	MS3	Разрешение микрошага
Низкий	Низкий	Низкий	Полный шаг
Высоко	Низкий	Низкий	½ шага (полушага)
Низкий	Высоко	Низкий	¼ Step (четверть шага)
Высоко	Высоко	Низкий	1/8 шага (восьмой шаг)
Высоко	Высоко	Высоко	1/16 шага (шестнадцатый шаг)

Технические характеристики A4988

Максимум. Рабочее напряжение: 35 В

Мин. Рабочее напряжение: 8 В

Максимум. Ток на фазу: 2А

Разрешение микрошага: полный шаг, ½ шага, ¼ шага, 1/8 и 1/16 шага

Защита от обратного напряжения: нет

Размеры: 15,5 × 20,5 мм (0,6 ″ × 0,8 ″)

Принципиальная электрическая схема

Принципиальная схема управления шаговым двигателем Nema 17 с Arduino приведена на изображении выше. Поскольку модуль A4988 имеет встроенный переводчик, это означает, что нам нужно только подключить выводы Step и Direction к Arduino. Штифт шага используется для управления шагами, а штифт направления используется для управления направлением. Шаговый двигатель питается от источника питания 12 В, а модуль A4988 питается от Arduino. Потенциометр используется для управления направлением двигателя.

Если повернуть потенциометр по часовой стрелке, то шаговый двигатель будет вращаться по часовой стрелке, а если повернуть потенциометр против часовой стрелки, то он будет вращаться против часовой стрелки. Конденсатор емкостью 47 мкФ используется для защиты платы от скачков напряжения. Контакты MS1, MS2 и MS3 оставлены отключенными, это означает, что драйвер будет работать в полношаговом режиме.

Полные подключения для Arduino Nema 17 A4988 приведены в таблице ниже.

С.НО.	A4988 Pin	Подключение
1	VMOT	+ ve батареи
2	GND	-ve батареи
3	VDD	5V Arduino
4	GND	GND Ардуино
5	STP	Контакт 3 Arduino
6	DIR	Контакт 2 Arduino
7	1А, 1Б, 2А, 2Б	Шаговый двигатель

Код Пояснение

Полный код с рабочим видеоуправлением Nema 17 с Arduino приведен в конце этого руководства, здесь мы объясняем полную программу, чтобы понять работу проекта.

Прежде всего, добавьте библиотеку шаговых двигателей в свою Arduino IDE. Вы можете скачать библиотеку шаговых двигателей здесь.

После этого определите количество шагов для NEMA 17. Как мы рассчитали, количество шагов. шагов на оборот для NEMA 17 составляет 200.

#включают #define STEPS 200

После этого укажите контакты, к которым подключен модуль драйвера, и определите тип интерфейса двигателя как Type1, поскольку двигатель подключен через модуль драйвера.

Шаговый шаговый (ШАГИ, 2, 3); #define motorInterfaceType 1

Затем установите скорость для шагового двигателя с помощью функции stepper.setSpeed . Максимальная скорость двигателя для NEMA 17 составляет 4688 об / мин, но если мы будем работать быстрее, чем 1000 об / мин, крутящий момент быстро упадет.

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

Теперь в основном цикле мы будем считывать значение потенциометра с вывода A0. В этом цикле есть две функции: одна - potVal , а другая - Pval . Если текущее значение, то есть potVal , выше, чем предыдущее значение, то есть Pval , то он переместится на десять шагов по часовой стрелке, а если текущее значение меньше предыдущего значения, то он переместится на десять шагов против часовой стрелки..

potVal = map (analogRead (A0), 0,1024,0,500); если (potVal> Pval) stepper.step (10); если (potVal stepper.step (-10); Pval = potVal;

Теперь подключите Arduino к ноутбуку и загрузите код на плату Arduino UNO с помощью Arduino IDE, выберите плату и номер порта, а затем нажмите кнопку загрузки.

Теперь вы можете контролировать направление шагового двигателя Nema17 с помощью потенциометра. Полная работа проекта показана на видео ниже. Если у вас есть какие-либо сомнения относительно этого проекта, опубликуйте их в разделе комментариев ниже.