28BYJ-48 5V Schrittmotor und A4988 Treiber - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Wollten Sie schon immer, dass sich ein Roboter in einem präzisen Winkel dreht und nur wenige Ausgänge Ihres Arduino oder micro:bit verwendet? Das alles günstig? Das ist das instructable für Sie! In dieser Anleitung werden wir sehen, wie man einen sehr billigen Schrittmotor mit nur 2 Ausgängen unseres Controllers antreibt und nur eine 5V-Stromversorgung benötigt!

Ich machte dies anweisbar, nachdem ich ein bisschen gekämpft hatte, um die Informationen zu sammeln, manchmal über Fehlinformationen stolperte, und ich wollte andere davor bewahren, den gleichen Prozess zu durchlaufen.

Aber bevor Sie anfangen, warum diese Einschränkung?

• Warum 5V: weil ich dies in einen mobilen Roboter integrieren möchte, der nur mit einer 3,7-Lithium-Batterie betrieben wird, die ich mit einem Booster 5V herausholen kann.
• Warum den A4988 und nicht den ULN2003 verwenden, der oft mit dem 28BYJ-Motor geliefert wird? Denn erstens benötigt es 4 Eingänge. Daher sparen wir mit dem A4988 2 unserer wertvollen Controller-Ausgänge (und wenn Sie wie ich gerne mit dem micro:bit arbeiten, dann sind diese Ausgänge kostbar …) ! Aber es gibt noch mehr! In der Lage zu sein, den Motor anzutreiben, indem nur die Schritte als hohe Impulse gegeben werden, gibt uns die Möglichkeit, den Motor mit einer einfachen PWM anzusteuern. Durch Festlegen des Tastverhältnisses auf 50 % ändert sich durch die Änderung der PWM-Frequenz die Drehzahl des Motors. Warum ist das großartig? Denn wenn Sie meine Motordrehzahl einstellen und dann andere Dinge mit meinem Arduino oder micro:bit steuern möchten, dann können Sie einfach mein PWM einstellen und es vergessen, was Ihren Code so viel lesbarer und Ihr Leben so sehr macht einfacher (zum Beispiel, wenn Sie einen solchen Roboter bauen möchten).

Also lasst uns anfangen !

Lieferungen

Hier ist, was Sie für dieses instructable benötigen:

• 1x 28BYJ Schrittmotor
• 1x A4988-Treiber
• 1x Steckbrett oder Prototyping-Board, ein Kondensator und einige Drähte
• Micro:Bit und Erweiterungsboard oder Arduino
• 5V Stromversorgung (+3.3V bei Verwendung von Micro:bit). Dafür habe ich eine 18650 Lithiumbatterie und ein Batterieschild verwendet.
• 1x Multimeter

Schritt 1: Lernen Sie unser System kennen

Als erstes würde ich empfehlen, mehr über Schrittmotoren und den A4988-Treiber zu erfahren. Hey, aber warum brauchen wir diesen Treiber? Könnten wir einen Schrittmotor ohne Treiber steuern? Die Antwort ist nein. Boards wie Micro:bit und Arduino sind gut darin, Informationen zu verarbeiten, aber nicht viel Strom abzugeben, und Sie benötigen Strom, um einen Schrittmotor zu bewegen. Um mehr darüber zu erfahren, wie sowohl der Motor als auch der Treiber funktionieren, ist dies die Referenz, die ich empfehlen würde. Es ist synthetisch, enthält aber auch die meisten Informationen, die Sie für die Verkabelung benötigen.

Aber warten Sie, bevor Sie versuchen, etwas zu verkabeln! Ist der 28BYJ an den A4988 angepasst? Wenn Sie schnell suchen, werden Sie feststellen, dass dieser Motor selten mit dem A4988 als Treiber geliefert wird. Wenn Sie die vorherige Referenz gründlich lesen, werden Sie vielleicht verstehen, warum: Unser Schrittmotor ist ein unipolarer Motor, während der A4988 für den Antrieb von bipolaren Motoren ausgelegt ist, also müssen wir unseren Motor ein wenig hacken!

Schritt 2: Hacken des Motors

Um Ihre Motoren mit dem Motortreiber kompatibel zu machen, nehmen Sie einfach das rote Kabel aus dem weißen Stecker. Schneiden Sie dazu den Stecker ab, um das rote Kabel zu entfernen, und schneiden Sie das rote Kabel des Motors ab. Vertauschen Sie dann das gelbe und rosa Kabel am Stecker. Bewahren Sie das rote Kabel und den Stecker für den nächsten Schritt auf!

Um ein Kabel aus dem Stecker zu ziehen, drücken Sie den Draht, den Sie entfernen möchten, in den Stecker und drücken Sie dann das sichtbare Metallstück am Stecker mit einem scharfen Werkzeug hinein (oben ist ein Bild, in dem ich dies mit meinem Lieblingsmesser mache, dem Opinel!), und schließlich ziehen und schließlich sollte das Ganze wie auf dem Bild oben herauskommen. Das letzte Bild zeigt, wie der Stecker am Ende dieser Modifikationen aussehen sollte: Die Reihenfolge der Kabel am Stecker sollte orange/rosa/gelb/blau sein.

(PS: Online finden Sie einige Tutorials, die darauf hinweisen, dass Sie das rote Kabel vom Motor ablöten und dann die Platine zerkratzen müssen, vergessen Sie das, das ist nicht notwendig. Nutzlos?)

Schritt 3: Einstellen des Treibers

Jetzt… Zeit, diesen Motor mit dem Fahrer zu fahren? Noch nicht Entschuldigung! Sehen Sie die Schraube auf der A4988-Platine? Nun, wir werden daran herumfummeln müssen. Mit dieser Schraube können Sie grundsätzlich einstellen, wie viel Strom durch die Spulen Ihres Motors fließt. In unserem Fall, während unsere Stromversorgung 5 V liefert und unsere Spulen im Motor einen Widerstand von 50 Ohm haben, beträgt unser Strom nicht mehr als 100 mA, der vom Motor unterstützt werden sollte, sodass Sie diesen Schritt eventuell überspringen können. Wenn Sie jedoch wie ich sind und möchten, dass Ihr Motor nur so viel Strom aufnimmt, wie er benötigt, dann folgen Sie ihm.

Um den Treiber einzustellen, folgen Sie der Methode 2 dieses Artikels mit diesen Anpassungen (wie das Bild oben zeigt).

1. Verwenden Sie die 5 V vom Batterieschild sowohl für die Logik als auch für den Motorstromeingang (VMOT soll mehr als 8 V benötigen, aber 5 V funktionieren!). Die 2 GND-Pins auf der Platine sind verbunden, sodass sie nicht beide mit der Batteriemasse verbunden werden müssen.
2. Schließen Sie auch die STEP- und DIR-Pins an die 5V an (nicht an Arduino, wie im referenzierten Artikel gezeigt)
3. Beim Einstellen des Multimeters habe ich den Strom auf 50mA eingestellt, was ausreichte, um meine Motoren mit Halbschritten anzutreiben (mehr dazu im nächsten Schritt). Um mein Multimeter anzuschließen, um den Strom in der Spule des Motors zu messen, wie Sie auf dem Bild oben sehen können, habe ich das gelbe Kabel aus dem Stecker gezogen und das rote Kabel eingesteckt, damit ich mein Multimeter von der roten auf stecken konnte das gelbe Kabel, um den Strom zu messen.

Schritt 4: Steuerung des Motors

Das war's, wir sind fast so weit, unseren Motor zum Laufen zu bringen. Die einzigen Dinge, die Sie tun müssen, ist:

1. unser Multimeter aus unserem System zu entfernen, falls noch nicht geschehen,
2. Verbinden Sie MS1 mit 5V, wodurch der Fahrer halbe Schritte verwendet (ich hatte Probleme, den Roboter mit vollen Schritten auf 5V zu drehen. Aber als Teil meines Ziels war es, alles mit 5V laufen zu lassen, habe ich akzeptiert, ein bisschen Geschwindigkeit zu opfern und um etwas Präzision zu gewinnen),
3. Versorgen Sie die STEP- und DIR-Pins mit dem, was wir von unserem Controller erwarten.

Dann: Wenn Sie den Motor mit Arduino steuern möchten, folgen Sie einfach dem Artikel hier, wo Sie einen Beispielcode finden. Wenn du es mit dem micro:bit steuern willst dann bleib noch ein bisschen bei mir.

Micro:bit wird als Arduino mit GPIOs geliefert. Sobald wir es also mit Strom versorgen (mit 3,3 V!), können wir es so programmieren, dass es STEP und DIR ausgibt. Obwohl es viele Ein- und Ausgänge zu geben scheint, seien Sie gewarnt, dass viele davon bereits für andere Zwecke reserviert sind. In diesem Artikel können Sie mehr darüber erfahren. Sie werden in diesem Artikel sehen, dass tatsächlich viele der Ein-/Ausgänge mit dem Display geteilt werden. Wenn Sie diese verwenden möchten, müssen Sie daher das Display ausschalten. Aber lass uns das Display nicht ausschalten! Welche Pins können wir also verwenden? Ich werde die Pins 2 und 8 verwenden, da ich die Pads (Pin 2) nicht verwende.

Stecken Sie Pin 2 des micro:bit an STEP, Pin 8 an DIR, laden Sie das angehängte Programm mit Ihrem bevorzugten micro:python-Editor hoch (ich habe mu-editor verwendet). Dieses Programm setzt grundsätzlich eine PWM an Pin 2 mit einer Periode von 1 Millisekunde (und einem 50% Arbeitszyklus), und Ihr Motor sollte sich drehen. Setzen Sie Pin 8 auf 0 oder 1, damit er sich in die eine oder andere Richtung dreht und ändern Sie die Periode, um die gewünschte Geschwindigkeit zu erreichen (solange Sie nicht möchten, dass es zu schnell geht … für mich war ein Impuls jede Millisekunde nahe bis zur Höchstgeschwindigkeit, die ich erreichen konnte).

Um es etwas kompakter zu machen und es einfach auf einen mobilen Roboter zu bringen, habe ich ein kleines Brett gemacht. Die Platine ist oben im Bild zu sehen. Im Bild befindet sich ein lila Kabel von VMOT zu VDD, das sich im Schatten versteckt. Außerdem ist das gelbe Kabel, das von SLP zu RST geht, tatsächlich nicht gelötet, ich habe es nur dort platziert, um das Lötmittel darzustellen, das ich auf die Rückseite der Platine gelegt habe, um diese 2 Pins zu verbinden. Anmerkung: Der Kühlkörper wird bei einem solchen System normalerweise nicht benötigt, da wir viel, viel weniger als 1A verbrauchen.

Das ist es, ich hoffe, dass dieses anweisbare vielen von Ihnen helfen wird, die Kraft des Schrittmotors in Ihren Projekten zu genießen.