Stepper Driver Final Project Module - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Von Marquis Smith und Peter Moe-Lange

Schritt 1: Einführung

In diesem Projekt haben wir einen Schrittmotortreiber verwendet, um einen Schrittmotor zum Drehen zu steuern. Dieser Schrittmotor kann sich in sehr präzisen Intervallen und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. Wir haben ein Basys 3 FPGA-Board verwendet, um über ein Steckbrett-Medium ein Signal an den Schritttreiber und den Motor zu senden.

Zusätzliche Funktionalität wird mit Schaltern eingeführt, die den Eingängen am Schrittmotortreiber entsprechen. Bei ordnungsgemäßer Funktion würden unsere Bewegungsintervalle auf der Zustandsmaschine basieren, die mit HDL-Code und Drahteingaben implementiert wird, von einer vollen 1/1-Schrittbewegung bis hin zu einer 1/16-Schrittbewegung. Unser Reset ist einfach ein "Failsafe"; das heißt, wenn etwas Unerwünschtes innerhalb der Zustandsmaschine passiert, wird der Treiber den Motor auf seine höchste Bewegungsintervalleinstellung zurücksetzen.

Schritt 2: Materialien

Hier sind die Materialien, die Sie für die Einrichtung benötigen:

A4988 Schrittmotortreiber

Nema 17 Schrittmotor (Wir haben ein 4-Draht-Modell verwendet, ein 6-Draht-Modell erfordert mehr Eingänge und Code für variable Leistung/Drehmoment-Funktionalität)

Jedes Standard-Steckbrett

Standard-Überbrückungsdrähte

Variable Stromversorgung (Für dieses Projekt sind die Leistungsbereiche etwas spezifisch und empfindlich für eine optimale Leistung)

Klebeband (oder irgendeine Art von Flagge, um die Motorschritte klarer zu sehen)

Krokodilklemmen (Um die Platine mit der Stromversorgung zu verbinden, obwohl dies natürlich auf mehrere Arten möglich ist)

Schritt 3: Schaltpläne, Code und Blockdesign

Code-Link:

Dieser Code ist eine Implementierung eines PWM-Moduls; eine, die digitale Takt- und Duty-Eingänge nimmt und einen "Ein"- und "Aus"-Zyklus ausgibt, der analoge Eingänge simuliert. Unsere Schrittmotortreiberkomponente nimmt diese Ausgabe dann als Eingabe und verwendet sie, um den Motor in Schritten anzusteuern.

Haftungsausschluss: Obwohl wir ursprünglich den angegebenen Clock-VHDL-Code verwendet und ihn leicht modifiziert haben, um auf unserem Stepper zu laufen, hatte er nicht die volle Funktionalität, die wir brauchten, um Intervalle zu verwenden. Der Code im "Quell"-Teil der Datei zeigt die Organisation und den Autor namens Scott Larson; Wir haben jedoch die Zustandsmaschine hinzugefügt, die wir am Ende erstellt haben (in derselben PWM-Datei), die die Ein- und Ausschaltzyklen der Uhr moduliert.

Schritt 4: Montage

1. Verbinden Sie Ihre beiden PMOD-Ausgänge mit 2 Jumper-Drähten mit dem Steckbrett. Diese sind für das Signal pwm_out und Ihr Richtungssignal, das indirekt mit dem Stepper-Treiber verbunden wird.

2. Verbinden Sie Ihre "Präzisions"-Ausgänge mit 3 Jumper-Drähten und vorzugsweise den gleichen PMOD-Spalten der Einfachheit halber mit dem Steckbrett. Diese Drähte dienen dazu, zu definieren, welcher Schrittmotorzustand erneut über die Eingänge des Schrittmotortreibers ausgelöst wird

3. Verbinden Sie den 4-Draht-Motor mit einem 4-Crimp-Stecker mit dem Steckbrett. Stellen Sie sicher, dass die Reihenfolge mit der auf der Beispieleinrichtung angegebenen übereinstimmt; Dies ist wichtig, sonst können Sie den Chip ausblasen.

4. Verbinden Sie mit einem zweiten 4-Crimp-Stecker den ersten mit dem zweiten.

5. Angenommen, Sie verwenden ein Netzteil mit zwei Ausgängen (2 separate Spannungs- / Amperestufen), verbinden Sie den VCC-Ausgang der Platine wie abgebildet mit dem Steckbrett. HINWEIS: Stellen Sie sicher, dass im nächsten Schritt die Platine (und anschließend der Schritttreiber) vor dem Motor mit Strom versorgt wird, da Sie durch die Überspannung Chip-Interna zerstören könnten.

6. Schließen Sie schließlich mit den Krokodilklemmen oder anderen Drähten die zweite Ausgangsspannung an den Motor IN SERIES an. Stellen Sie erneut sicher, dass dies den richtigen Ausgang des Schrittmotortreibers verwendet.

Schritt 5: Fazit

Und da haben Sie es, einen laufenden Schrittmotor, der seine Schritte basierend auf dem Drahteingang des Schritttreibers variiert. Aufgrund unserer begrenzten Zeit konnten wir Python nicht verwenden, um G-Code in Taktzyklen zu übersetzen, die dann in Verbindung mit mehreren Motoren verwendet werden konnten, um ein Mehrachsenmodul zu erstellen. Wir waren auch nicht in der Lage, den letzten 1/16-Stepper-Modus (den genauesten) konstant zum Laufen zu bringen. Dies lag wahrscheinlich daran, dass unsere Zustandsmaschine abgefangen wurde oder sich automatisch zurücksetzte, bevor sie diese Stufe erreichte, selbst wenn unsere Schaltereingaben wahr waren.

Hier ist der letzte Videolink:

drive.google.com/open?id=1jEnI3bdv_hVR-2FiZinzCbqi8-BS3Pwe