Động cơ bước chính làcác vật dụng điện, hiện đang rất được sử dụng rộng rãi trong các nghành công nghiệp gồm dùng tinh chỉnh và điều khiển vị trí. Vậy, tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước bao gồm khó không, làm vậy nào new đúng chuẩn? dưới đây, mời các bạn cùng tò mò về khái niệm, nguyên lý hoạt động, các đặc tính cũng tương tự cách tinh chỉnh và điều khiển động cơ cách sao cho hiệu quả nhất.
Bạn đang xem: Cách điều khiển động cơ bước
1. Tìm hiểu khái niệm motor bước
Trước khi khám phá về cách tinh chỉnh động cơ bước, bọn họ cần nắm vững khái niệm động cơ bước là gì? Đâylà 1 các loại động cơ bao gồm khả năng chuyển đổi các tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh ở dưới dạng những xung năng lượng điện rời rạc biến hóa thiên tiếp đến nhau trở thành các chuyển động ở góc tảo hoặc các hoạt động của roto. Loại động cơ này có tác dụng cố định roto của dòng sản phẩm vào đúng các vị trí buộc phải thiết.
Động cơ cách giúp thắt chặt và cố định roto của sản phẩm vào đúng những vị trí cần thiết
Các thông số cơ phiên bản để chọn được một mạch tinh chỉnh và điều khiển động cơ cách 4 dây tương thích gồm có:
Loại motor gồm những: loại trục, một số loại lỗ,..Momen xoắn dùng để làm giữ max.Dòng điện định nấc có những thông số: 0.75A/ pha, 1.4A/ pha, 2.8A/ phaSố lượng pha: 2p, 5p
Kích thước của size motor bước: 2 (24mm), 4 (42mm), 6 (60mm) cùng 9 (85mm).Chiều dài của motor bước: 3 (33mm), 5 (46.5 - 47mm), 6 (59.5mm) và 9 (98mm).
2. Các đặc tính cơ bạn dạng cần lưu giữ của động cơ bước
a) Đặc tính cồn của động cơ bước
Đặc tính vận tốc – mô men: Đặc tính này được khẳng định bởi động cơ cùng với cỗ điều khiển, cùng nó cũng bị tác động rất nhiều vì loại thiết bị điều khiển mà các bạn sử dụng.
Đặc tính sở hữu theo cửa hàng tính cùng tần số bắt đầu: Điều này cho biết thêm tần số khởi động có thể chấp nhận được của hộp động cơ sẽ bớt khi tải quán tính của nó tăng lên. Những giá trị này còn được đổi khác theo tốc độ xung, nhưng hộp động cơ bước vẫn tất yêu tuân theo tốc độ xung trường hợp nó vượt thừa một điểm nhất định, vì vì thế sẽ dẫn đến việc đi không đúng bước.
Đặc tính gồm độ rung: Khi tinh chỉnh và điều khiển vi bước step motor, hộp động cơ bước quay tuy vậy trên thực tiễn là thực hiện không hề ít bước bao gồm phản hồi, từng bước một còn được trình bày bởi những giai đoạn nắm thể, đưa ra tiết.
b) Đặc tính tĩnh của hộp động cơ bước
Đặc tính mômen và góc: Khi tinh chỉnh và điều khiển step motor, quan hệ giữa nút độ di chuyển góc của rôto và mômen sẽ tạo ra lực chức năng lên trục cồn cơ, trong lúc đó, bộ động cơ còn được kích thích bởi vì một dòng điện định mức.
Độ đúng chuẩn của góc: Trong điều kiện động cơ chạy không tải, nó sẽ sở hữu được độ đúng chuẩn của góc trong vào lúc 0,05˚. Độ chính xác góc của hộp động cơ bước thường thì được bộc lộ bằng độ chính xác của địa chỉ dừng.
Độ chính xác của địa điểm dừng: vấn đề này thể hiện nay sự biệt lập giữa địa điểm dừng bộ động cơ theo ước muốn và địa điểm dừng theo thực tế.
Trong điều kiện thực tế của mạch điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước 6 dây, hộp động cơ bước luôn luôn tồn tại ma sát. Nếu sở hữu trọng của ma sát không thay đổi thì góc dịch chuyển sẽ ko đổi đối với cả mọi hoạt động một chiều. Mặc dù nhiên, vào khi chuyển động hai chiều, không đúng số góc rất có thể tăng lên cấp đôi.
3. Nguyên tắc điều khiển động cơ bước hoạt động như nắm nào
Có thể áp dụng quy tắc bàn tay yêu cầu để tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước như sau: ráng bàn tay phải, rồi đặt bàn tay thế nào cho bốn ngón tay hướng theo chiều của dòng điện chạy qua các vòng dây. Khi đó, ngón tay cái choãi ra vẫn chỉ chiều của mặt đường sức từ bên phía trong lòng ống dây.
Nguyên lý hoạt động cơ bạn dạng của motor bước: khi chúng ta cấp điện vào vào cuộn dây của stato, cuộn dây này đang đóng vai trò chính là một nam châm điện. Nó sẽ gây nên lực tác động, trường đoản cú đó làm quay roto.
Khi điều khiển động cơ bước 5 dây, vượt trình đổi khác thứ tự cung ứng điện cho các cuộn dây của stato sẽ làm cho trình tự tảo của roto bị cố kỉnh đổi. Việc thay đổi thứ tự của quy trình chuyển mạch sẽ địa thế căn cứ vào mạch năng lượng điện tử.
Có thể áp dụng quy tắc bàn tay bắt buộc để điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước
4. Sơ đồ với cách điều khiển động cơ bước
Khi kể đến cách điều khiển động cơ bước, các các bạn sẽ thường nói đến cách mạch tinh chỉnh và điều khiển động cơ cách 6 dây, 4 dây hoặc 5 dây,… mặc dù nhiên, làm việc đây bọn họ sẽ đi tìm kiếm hiểu cụ thể hơn về nền tảng của quy trình điều khiển động cơ bước ra sao, làm như vậy nào, sử dụng phương pháp điều khiển gì công dụng nhất?
Cần biết rằng, mỗi một loại hộp động cơ bước thông thường sẽ có các đặc đường khác nhau, vì vậy cách điều khiển của từng loại cũng trở thành khác nhau. Tùy trực thuộc vào sức lực kéo (mô men lực) và vận tốc quay yêu cầu của motor bước mà bạn cũng có thể thiết lập chương trình tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước sau đây:
Trường hợp đối với những động cơ bước chỉ cần chạy ở tốc độ thấp thì bọn họ sử dụng cách thức điều khiển bằng cách cấp điện áp trực tiếp. Chính nội trở trong cuộn dây của động cơ sẽ sản xuất hiện một chiếc điện nhưng ở đó giới hạn dòng năng lượng điện này sẽ phụ thuộc vào điện áp được cung cấp trực tiếp vào hộp động cơ bước.Trường vừa lòng step motor với mạch tinh chỉnh chạy ở vận tốc cao: nếu như các bạn muốn tiếp tục sử dụng phương pháp cung cung cấp điện áp thẳng vào động cơ bước thì sức kéo (mô men lực) có khả năng sẽ bị giảm giảm nghiêm trọng. Chính vì đặc đường cảm của cuộn dây sẽ tạo ra một lực để kìm hãm khả năng, tính năng của mẫu điện.Một thực tế cho thấy là vào cách tinh chỉnh động cơ bước bằng cách cấp năng lượng điện trực tiếp sẽ khiến cho động cơ và mạch điều khiển động cơ bước rất nóng.Trường hợp bọn họ cần nâng cấp và cải thiện hiệu suất làm việc của mạch điều khiển và tinh chỉnh motor cách ở vận tốc thấp, đồng thời đề xuất tăng vận tốc cao lên thì nên cần sử dụng cách thức điều khiển bằng phương pháp băm xung. Khi tinh chỉnh động cơ bước phụ thuộc vào băm xung nhằm gia hạn được tần số ko đổi. Phụ thuộc vào nguyên tắc bảo trì dòng điện chạy qua những cuộn dây của hễ cơ cũng trở thành không đổi mặc dầu ở những cấp độ. Cách tinh chỉnh này nói một cách khác là phương thức điều khiển theo cái điện.Thực tế còn mang lại thấy, cách điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước bằng phương pháp băm xung sẽ giúp cho động cơ bước chuyển động mạnh mẽ hơn, êm hơn và đặc biệt là ít rét hơn.
Sơ đồ và cách điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước
5. Điều khiển hộp động cơ bước dùng Code Arduino cùng A4988
Để điều khiển động cơ cách Arduino, bạn cần chuẩn bị:
Động cơ Arduino UNOĐộng cơ NEMA17 Stepper MotorA4988 Driver Module
Tụ điện 47µf (giúp đảm bảo board điều khiển, kị khỏi các xung điện áp)Biến trở
Động cơ bước NEMA17 bao gồm 6 dây
Động cơ vận động ở 12V (Góc phi vào khoảng 1.8 độ với 10 - 40 °C.
Sơ thứ chân của hộp động cơ bước NEMA 17:
Module điều khiển động cơ bước A4988A4988 đó là driver điều khiển động cơ cách có kích thước cực kỳ nhỏ dại gọn, cung ứng được nhiều chế độ làm việc, đôi khi nó còn điều chỉnh được mẫu điện ra đến động cơ, đặc biệt tự động ngắt năng lượng điện khi bộ động cơ quá nóng.Công suất năng lượng điện của ngõ ra: 8 – 35V, 2ACó 5 chính sách bao gồm: 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 bướcĐiều chỉnh chiếc điện đi ra bằng chiết áp
Tự hễ ngắt điện khi động cơ bị thừa nhiệt
Cách điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước:
Có 5 chế độ cho bạn lựa chọn, nếu bạn không mong muốn mạch điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước chạy rất đầy đủ 200 bước/ vòng. Tốt nhất, họ nên chạy cho không thiếu thốn mà không cần quan tâm đến 3 chân này, tiếp nối sẽ điều chỉnh bước của thiết yếu động cơ trong hệ thống code.
MS1 | MS2 | MS3 | Microstep Resolution |
Low | Low | Low | Full Step |
High | Low | Low | ½ Step (Half Step) |
Low | High | Low | ¼ Step (Quarter Step) |
High | High | Low | 1/8 Step (Eighth Step) |
High | High | High | 1/16 Step (Sixteenth Step) |
Kết nối theo cặp pha của bộ động cơ bước đến 2 cặp 1A - 1B và cặp 2A - 2B
Code:Các chúng ta hãy thực hiện nạp code này vào Arduino IDE nhằm thử nghiệm (nhưng hãy nhớ thiết đặt cho thư viện động cơ bước nhé)Tiếp theo, trong vòng loop, bọn họ hãy tiến hành đọc chân của đổi thay trở để đổi khác sao mang đến mức vặn của đổi thay trở rơi vào trong vòng từ 0 - 500 là được. đối chiếu giá trị của bọn chúng khi chỉnh vươn lên là trở, trường đúng theo nếu nó to hơn giá trị trước kia (vặn theo chiều kim đồng hồ) thì động cơ sẽ nhanh chóng di chuyển 10 bước, xoay theo chiều kim đồng hồ. Nếu giá trị nhận được nhỏ tuổi hơn quý hiếm trước đó (vặn con quay ngược kim đồng hồ) thì bộ động cơ sẽ lập tức dịch rời 10 bước theo hướng ngược chiều kim đồng hồ.Kết luận
Thông qua nội dung bài viết trên đây, cửa hàng chúng tôi đã giới thiệu đến các bạn nguyên lý cũng giống như cách điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước dùng Arduino và A4988 driver. Chúng ta cần chọn mua thành phầm tại showroom uy tín cũng như chú ý đọc thật kỹ các thông số kỹ thuật của chúng trước khi sử dụng nhé.
Nếu bạn đang sẵn có ý định thực hiện động cơ cách (Step Motor) trong các dự án như Robot, xe trường đoản cú hành…Thì bài viết này giành riêng cho bạn. Bài viết hôm nay đang hướng dẫn cụ thể cách thực hiện module tinh chỉnh động cơ DC L298N cùng với Arduio nhằm điều khiển động cơ bước.
Thông qua bài xích viết, các bạn sẽ biết được cách tinh chỉnh động cơ bước bằng mạch ước H. Trước lúc đi vào bài viết các bạn cũng có thể tìm đọc bài viết chi tiết về phong thái sử dụng Module L298N bởi mình xuất phiên bản trước đó.
Điều khiển động cơ bước (Step Motor) bằng mạch ước H
Module L298N gồm hai mạch cầu H.Mỗi mạch ước H dùng làm điều khiển một trong số cuộn dây năng lượng điện từ của động cơ bước (Step Motor).
Một mạch cầu H đơn giản gồm 4 transitor (thường là transistor NPN) và những resistor kiểm soát và điều chỉnh dòng điện. Những transitor được phối kết hợp theo cấu tạo đặc biệt để tạo thành các tâm lý hoạt động: hoạt động thẳng, đi lùi cùng dừng.
IC tinh chỉnh động cơ DC L298N
Module L298N là một trong module điều khiển động cơ DC hai phía được tích hòa hợp IC L298. Nó có thiết kế để cung ứng việc điều khiển step motor arduino với loại điện cao và tài năng tương ham mê với mối cung cấp cấp lên đến 46V và cái điện về tối đa lên tới 2A cho mỗi kênh động.
IC này giúp điều chỉnh dòng điện với hướng vận động của bộ động cơ bước bằng cách sử dụng mạch cầu H kép. Nó chất nhận được tăng vận tốc (PWM) và đảo hướng vận động của rượu cồn cơ. Để điều khiển và tinh chỉnh IC L298N, ta sử dụng các chân đầu vào từ Arduino để kiểm soát và điều chỉnh dòng điện với hướng chuyển động của động cơ.
Chân nguồn cấp cho động cơ (Power Pins)
Module tinh chỉnh động cơ DC L298N arduino bao gồm 2 chân cung cấp nguồn nguồn vào là VS cùng VSS.
VS: Chân hỗ trợ nguồn đến mạch mong H của IC. Điện áp đầu vào rất có thể từ 5V mang lại 12V.VSS: Chân cung cấp nguồn cho mạch logic của IC L298N. Điện áp đầu vào nằm trong khoảng từ 5V mang lại 7V.GND: Chân nối khu đất (Ground) của mạch.
Chân áp sạc ra (Output Pins)
Các cổng đầu ra của module điều khiển và tinh chỉnh động cơ L298N cho Arduino được xếp theo trang bị tự: OUT1 cùng OUT2 cho bộ động cơ A với OUT3 với OUT4 cho bộ động cơ B. Bạn có thể sử dụng hai hộp động cơ DC bao gồm điện áp từ 5V đến 12V.
Đầu ra bên trên module L298N có khả năng chịu tải lên tới 2A cho từng động cơ DC. Tuy nhiên, giới hạn này còn nhờ vào vào năng suất của nguồn cấp cho rượu cồn cơ.
Chân điều khiển và tinh chỉnh hướng dịch rời (Direction Control Pins)
Module điều khiển và tinh chỉnh động cơ L298N Arduino có những chân tinh chỉnh và điều khiển hướng, mang đến phép thay đổi hướng chuyển động của hễ cơ, ví dụ như đi thẳng hoặc lùi. Nguyên tắc hoạt động của module dựa trên việc tinh chỉnh và điều khiển các công tắc của mạch mong H bên phía trong IC L298N.
Cụ thể, module điều khiển động cơ L298N Arduino gồm hai chân tinh chỉnh và điều khiển hướng. IN1 với IN2 điều khiển hướng chuyển động của hộp động cơ A, trong khi IN3 với IN4 điều khiển hướng chuyển động của hộp động cơ B.
Để tinh chỉnh và điều khiển hướng hoạt động của động cơ step, chúng ta có thể áp dụng xúc tích mức CAO (5V) hoặc xúc tích và ngắn gọn mức THẤP (GND). Bảng thông số tiếp sau đây sẽ cho mình thấy các chuyển động tương ứng khi phối hợp các cặp đầu vào:
Điều này cho phép bạn kiểm soát và điều hành hướng vận động của hộp động cơ bước bằng phương pháp điều chỉnh tinh thần logic của những chân điều khiển tương ứng.
Chân điều khiển vận tốc (Speed Control Pins)
Các chân điều khiển tốc độ ENA và ENB được thực hiện để bật/tắt hộp động cơ và điều khiển tốc độ quay của cồn cơ.
Khi đặt những chân này ở mức CAO, động cơ sẽ quay; lúc đặt ở tại mức THẤP, hộp động cơ sẽ ngừng lại. Tuy nhiên, bằng phương pháp sử dụng PWM (Pulse Width Modulation), bạn có thể điều khiển tốc độ của cồn cơ.
Trên module L298N Arduino, tất cả một jumper được gặm sẵn. Lúc jumper này được kết nối, các động cơ sẽ quay với vận tốc tối đa. Nếu bạn có nhu cầu điều khiển vận tốc của đụng cơ trải qua chương trình, hãy tháo bỏ jumper này cùng kết nối những chân cung ứng ~PWM bên trên Arduino. Điều này có thể chấp nhận được bạn thực hiện PWM nhằm điều chỉnh vận tốc quay của động cơ theo ý muốn.
IC ổn định áp 5V 78M05
Module được tích vừa lòng một IC ổn áp 5V 78M05 và hoàn toàn có thể bật/tắt thông sang một jumper.
Khi jumper được cắm, IC ổn áp 78M05 sẽ hoạt động, với chân VSS đang được cung ứng nguồn từ VS của rượu cồn cơ. Trong trường đúng theo này, đầu vào 5V vẫn đóng vai trò là nguồn cấp 5V 0.5A. Chúng ta có thể sử dụng nó để cung cấp nguồn mang đến Arduino hoặc những thành phần khác.
Khi túa jumper, IC 78M05 sẽ ảnh hưởng tắt, và chúng ta phải cung cấp nguồn 5V riêng lẻ thông qua chân VSS.
Hướng dẫn cách xác định các trộn của động cơ bước (Step Motor)
Trước khi ban đầu nối hộp động cơ với module, chúng ta cần khẳng định các pha của động cơ bước đang sử dụng. Cách tốt nhất có thể là tra cứu Datasheet của hộp động cơ này để đọc.
Nếu vào trường họp không tìm được datasheet các bạn cũng có thể sử dụng mẹo nhỏ sau.
Sử dụng đồng hồ đeo tay vạn năng, luân chuyển kim đồng hồ ở chế độ ‘điện trở’ và đo năng lượng điện trở của những cặp dây.Nếu năng lượng điện trở chỉ vài ohm (Hai dây sót lại sẽ là cặp đồ vật hai .
Linh kiện quan trọng cho dự án
| TÊN LINH KIỆN | SỐ LƯỢNG | NƠI BÁN |
| Arduino Uno R3 | 1 | Shopee | Cytron |
| Module tinh chỉnh động cơ DC L298N | 1 | Shopee | Cytron |
| Động cơ bước NEMA 17 | 1 | Shopee | Cytron |
| Dây cắm | 10-20 | Shopee | Cytron |
Sơ đồ vật đấu nối động cơ bước NEMA 17 với Module điều khiển động cơ L298N với Arduino
Trong dự án công trình này mình sẽ áp dụng một động cơ cách NEMA 17 vận động ở năng lượng điện áp là 12V.Do đó, bản thân sẽ cấp nguồn năng lượng điện 12V chân VS của mạch tinh chỉnh và điều khiển động cơ DC L298N.
Tiếp theo, để cấp cho nguồn 5V đến mạch súc tích của L298N, chúng ta giữ nguyên Jumper được cắm sẵn trên mạch.
Để đến Step Motor hoạt động ở mức về tối đa, các bạn cũng cần giữ nguyên cả hai jumper ENA cùng ENB.
Các chân đầu vào (IN1, IN2, IN3 cùng IN4) của module L298N tương tứ chân đầu ra output Digital Arduino (8, 9, 10 với 11).
Cuối cùng, nối những pha của rượu cồn cơ phi vào (OUT1 và OUT2) với pha còn sót lại vào (OUT3 và OUT4).Các chúng ta không cần để ý đến cực của cồn cơ.
Code Arduino: Điều khiển hộp động cơ bước NEMA 17
// Include the Arduino Stepper Library#include // Number of steps per output rotationconst int steps
Per
Revolution = 200;// Create Instance of Stepper library
Stepper my
Stepper(steps
Per
Revolution, 8, 9, 10, 11);void setup()// phối the speed at 60 rpm:my
Stepper.set
Speed(60);// initialize the serial port:Serial.begin(9600);void loop() // step one revolution in one direction:Serial.println("clockwise");my
Stepper.step(steps
Per
Revolution);delay(500);// step one revolution in the other direction:Serial.println("counterclockwise");my
Stepper.step(-steps
Per
Revolution);delay(500);
Giải say mê code
// Include the Arduino Stepper Library#include Khai báo thư viện Stepper để sử dụng.// Number of steps per đầu ra rotationconst int steps
Per
Revolution = 200;Khai báo trở nên steps
Per
Revolution là số bước (steps) cho mỗi vòng tảo của cồn cơ. Vào trường phù hợp này, số cách là 200.
// Create Instance of Stepper library
Stepper my
Stepper(steps
Per
Revolution, 8, 9, 10, 11);Tạo một đối tượng my
Stepper tự lớp Stepper, với các tham số truyền vào là steps
Per
Revolution và các chân Arduino liên kết đến hộp động cơ (8, 9, 10, 11).
void setup()// set the speed at 60 rpm:my
Stepper.set
Speed(60);// initialize the serial port:Serial.begin(9600);Trong hàm setup(), đặt vận tốc quay của hễ cơ bằng phương pháp gọi cách làm set
Speed() của đối tượng người sử dụng my
Stepper. Trong trường phù hợp này, vận tốc là 60 rpm (vòng quay mỗi phút). Khởi tạo thành cổng serial để giao tiếp với vật dụng tính.
void loop() // step one revolution in one direction:Serial.println("clockwise");my
Stepper.step(steps
Per
Revolution);delay(500);// step one revolution in the other direction:Serial.println("counterclockwise");my
Stepper.step(-steps
Per
Revolution);delay(500);Trong hàm loop(), thực hiện một vòng xoay theo chiều kim đồng hồ và tiếp nối một vòng quay ngược chiều kim đồng hồ đeo tay của động cơ bước. Mỗi vòng quay được thực hiện bằng cách gọi cách tiến hành step() của đối tượng người sử dụng my
Stepper với thông số là steps
Per
Revolution để quay theo chiều dương cùng steps
Per
Revolution để quay theo chiều âm. Hàm delay() được áp dụng để tạo nên khoảng thời gian chờ giữa những vòng quay.
