المحرك المتدرج هو نوع من محركات التيار المستمر التي تعمل في خطوات منفصلة وتستخدم في كل مكان من كاميرا المراقبة إلى الروبوتات والآلات المتطورة. توفر المحركات السائر تحكمًا دقيقًا ، ويمكن التمييز بينها على أساس عزم الدوران ، والخطوات لكل ثورة ، وفولطية الدخل. في مشروعنا السابق ، قمنا بالتحكم في محرك متدرج 28-BYJ48 باستخدام Arduino. 28-BYJ48 لديها عزم دوران أقل نسبيًا من محركات السائر الأخرى مثل NEMA 14 و NEMA17.
في هذا البرنامج التعليمي ، سنقوم بالتحكم في محرك السائر NEMA17 باستخدام وحدة تشغيل Arduino Uno و A4988. يتميز محرك السائر Nema17 بعزم دوران أعلى وجهد تشغيل أعلى من 28-BYJ48. هنا سيتم أيضًا إرفاق مقياس جهد للتحكم في اتجاه محرك السائر.
المكون مطلوب
- اردوينو UNO
- محرك متدرج NEMA17
- A4988 وحدة سائق السائر
- 47 µf مكثف
- مقياس فرق الجهد
محرك متدرج NEMA17
تشغيل Nema17 يشبه Stepper Motors العادي. يحتوي محرك السائر NEMA 17 على لوحة أمامية مقاس 1.7 × 1.7 بوصة ، وعادة ما يكون لديه عزم دوران أكبر من المتغيرات الأصغر ، مثل NEMA 14. يحتوي هذا المحرك على ستة أسلاك من الرصاص ، والجهد المقدر هو 12 فولت. يمكن تشغيله بجهد منخفض ، لكن عزم الدوران سينخفض. لا تقوم المحركات السائر بتدويرها وهي تخطو ، وللمحرك NEMA17 زاوية خطوة 1.8 درجة. يعني أنه يغطي 1.8 درجة في كل خطوة. يرد أدناه مخطط الأسلاك لـ NEMA17.
كما ترى أن هذا المحرك له ترتيب أحادي القطب بستة أسلاك. هذه الأسلاك متصلة في ملفين منفصلين. الأسلاك السوداء ، والأصفر ، والأخضر هي جزء من الملف الأول حيث يكون الأسود هو الصنبور المركزي ، والأصفر والأخضر نهاية الملف بينما الأحمر والأبيض والأزرق جزء من الملف الثاني ، حيث يكون الأبيض هو الصنبور المركزي والأحمر والأزرق. نهاية الأسلاك. عادةً ما تُترك أسلاك الصنبور المركزية غير متصلة.
خطوات لكل ثورة لـ NEMA17
يتم حساب الخطوات لكل دورة لمحرك متدرج معين باستخدام زاوية خطوة ذلك المحرك السائر. لذلك في هذه الحالة ، زاوية الخطوة 17 نيما هي 1.8 درجة.
عدد خطوات كل دورة = 360 / درجة زاوية 360 / 1.8 = 200 خطوة لكل دورة
مواصفات NEMA17
- الفولطية المقدرة: 12V DC
- زاوية الخطوة: 1.8 درجة.
- عدد المراحل: 4
- طول المحرك: 1.54 بوصة
- 4 أسلاك ، 8 بوصة من الرصاص
- 200 خطوة لكل ثورة ، 1.8 درجة
- درجة حرارة التشغيل: -10 إلى 40 درجة مئوية
- عزم الدوران أحادي القطب القابضة: 22.2 أونصة
تحقق أيضًا من العديد من المشاريع المتعلقة بالمحرك السائر هنا ، والتي لا تشتمل فقط على التفاعل الأساسي مع وحدات التحكم الدقيقة المختلفة ولكن لديها أيضًا مشاريع روبوتية تتضمن محرك متدرج.
A4988 وحدة سائق السائر
تتحكم وحدة محرك السائر في عمل محرك متدرج. ترسل برامج تشغيل السائر التيار إلى محرك متدرج عبر مراحل مختلفة.
إن برنامج تشغيل السائر A4988 Nema 17 عبارة عن وحدة تشغيل ذات خطوات دقيقة تستخدم للتحكم في محركات السائر ثنائية القطب. تحتوي وحدة برنامج التشغيل هذه على مترجم مدمج مما يعني أنه يمكننا التحكم في محرك السائر باستخدام عدد قليل جدًا من المسامير من وحدة التحكم الخاصة بنا.
باستخدام وحدة محرك Nema 17 هذه ، يمكننا التحكم في محرك السائر باستخدام دبابيس فقط ، أي STEP و DIRECTION. يتم استخدام دبوس STEP للتحكم في الخطوات بينما يتم استخدام دبوس الاتجاه للتحكم في اتجاه المحرك. توفر وحدة برنامج التشغيل A4988 خمس درجات مختلفة من الدقة: خطوة كاملة ، وخطوة عالية ، وربع خطوة ، وثماني خطوات ، وخطوة السادسة عشرة . يمكنك تحديد درجات دقة الخطوات المختلفة باستخدام أطراف محدد الدقة ((MS1 و MS2 و MS3). يرد أدناه جدول الحقيقة الخاص بهذه الدبابيس:
| MS1 | MS2 | MS3 | دقة Microstep |
| منخفض | منخفض | منخفض | خطوة كاملة |
| عالي | منخفض | منخفض | ½ خطوة (نصف خطوة) |
| منخفض | عالي | منخفض | ¼ الخطوة (ربع الخطوة) |
| عالي | عالي | منخفض | 1/8 خطوة (الخطوة الثامنة) |
| عالي | عالي | عالي | 1/16 خطوة (الخطوة السادسة عشرة) |
مواصفات A4988
ماكس. جهد التشغيل: 35 فولت
دقيقة. جهد التشغيل: 8 فولت
ماكس. التيار لكل مرحلة: 2A
دقة Microstep: خطوة كاملة ، خطوة ، خطوة ، 1/8 و 1/16 خطوة
حماية الجهد العكسي:
الأبعاد: 15.5 × 20.5 مم (0.6 × 0.8 بوصة)
مخطط الرسم البياني
تم توضيح مخطط الدائرة للتحكم في محرك السائر Nema 17 باستخدام Arduino في الصورة أعلاه. نظرًا لأن الوحدة النمطية A4988 بها مترجم مدمج ، فهذا يعني أننا نحتاج فقط إلى توصيل دبابيس Step و Direction بـ Arduino. يتم استخدام دبوس الخطوة للتحكم في الخطوات بينما يتم استخدام دبوس الاتجاه للتحكم في الاتجاه. يتم تشغيل المحرك السائر باستخدام مصدر طاقة بجهد 12 فولت ، ويتم تشغيل الوحدة النمطية A4988 عبر Arduino. يستخدم مقياس الجهد للتحكم في اتجاه المحرك.
إذا قمت بتدوير مقياس الجهد في اتجاه عقارب الساعة ، فسوف يدور السائر في اتجاه عقارب الساعة ، وإذا أدرت مقياس الجهد عكس اتجاه عقارب الساعة ، فسوف يدور عكس اتجاه عقارب الساعة. مكثف 47 µf يستخدم لحماية اللوحة من ارتفاع الجهد. تركت دبابيس MS1 و MS2 و MS3 غير متصلة ، وهذا يعني أن السائق سيعمل في وضع الخطوة الكاملة.
توصيلات كاملة لـ Arduino Nema 17 A4988 الواردة في الجدول أدناه.
|
S.NO. |
A4988 دبوس |
الإتصال |
|
1 |
برنامج VMOT |
+ هاء البطارية |
|
2 |
GND |
- خمسة من البطارية |
|
3 |
VDD |
5V من اردوينو |
|
4 |
GND |
GND من اردوينو |
|
5 |
STP |
دبوس 3 من اردوينو |
|
6 |
DIR |
دبوس 2 من اردوينو |
|
7 |
1 أ ، 1 ب ، 2 أ ، 2 ب |
السائر المحركات |
شرح الكود
تم تقديم كود كامل مع التحكم بالفيديو العملي Nema 17 مع Arduino في نهاية هذا البرنامج التعليمي ، هنا نوضح البرنامج الكامل لفهم عمل المشروع.
بادئ ذي بدء ، أضف مكتبة السائر إلى Arduino IDE. يمكنك تنزيل مكتبة محرك السائر من هنا.
بعد ذلك حدد عدد الخطوات لـ NEMA 17. كما حسبنا ، لا. عدد الخطوات لكل ثورة لـ NEMA 17 هو 200.
#تضمن
بعد ذلك ، حدد المسامير التي تتصل بها وحدة المحرك وحدد نوع واجهة المحرك على أنه Type1 لأن المحرك متصل من خلال وحدة المحرك.
السائر (خطوات ، 2 ، 3) ؛ #define motorInterfaceType 1
بعد ذلك ، قم بتعيين سرعة محرك السائر باستخدام وظيفة stepper.setSpeed . أقصى سرعة للمحرك لـ NEMA 17 هي 4688 دورة في الدقيقة ولكن إذا قمنا بتشغيلها بشكل أسرع من 1000 دورة في الدقيقة ينخفض عزم الدوران بسرعة.
إعداد باطل () { stepper.setSpeed (1000) ؛
الآن في الحلقة الرئيسية ، سنقرأ قيمة الجهد من دبوس A0. في هذه الحلقة ، هناك وظيفتان إحداهما هي potVal والأخرى هي Pval . إذا كانت القيمة الحالية ، على سبيل المثال ، potVal أعلى من القيمة السابقة ، أي Pval مما سيتحرك عشر خطوات في اتجاه عقارب الساعة وإذا كانت القيمة الحالية أقل من القيمة السابقة ، فسوف تتحرك عشر خطوات في اتجاه عقارب الساعة.
potVal = خريطة (analogRead (A0) ، 0،1024،0،500) ؛ إذا (potVal> Pval) stepper.step (10) ؛ إذا (potVal
الآن قم بتوصيل Arduino بجهاز الكمبيوتر المحمول الخاص بك وقم بتحميل الكود إلى لوحة Arduino UNO الخاصة بك باستخدام Arduino IDE ، حدد اللوحة والمنفذ رقم ثم انقر فوق زر التحميل.
الآن يمكنك التحكم في اتجاه محرك السائر Nema17 باستخدام مقياس الجهد. يظهر العمل الكامل للمشروع في الفيديو أدناه. إذا كانت لديك أي شكوك بخصوص هذا المشروع ، فقم بنشرها في قسم التعليقات أدناه.