Control del motor pas a pas nema 17 amb mòdul de controlador pas a pas Arduino i A4988

Un motor pas a pas és un tipus de motor de corrent continu que funciona en passos discrets i s’utilitza a tot arreu, des d’una càmera de vigilància fins a robots i màquines sofisticades. Els motors pas a pas proporcionen un control precís i es poden diferenciar en funció del parell, dels passos per revolució i del voltatge d’entrada. En el nostre projecte anterior, vam controlar el motor pas a pas 28-BYJ48 mitjançant Arduino. El 28-BYJ48 té un parell relativament inferior que els altres motors pas a pas com NEMA 14 i NEMA17.

En aquest tutorial, controlarem el motor pas a pas NEMA17 mitjançant el mòdul de controlador pas a pas Arduino Uno i A4988. El motor pas a pas Nema17 té un parell de torsió més alt i una tensió de funcionament més alta que el 28-BYJ48. Aquí també es connectarà un potenciòmetre per controlar la direcció del motor pas a pas.

Component obligatori

Arduino UNO
Motor pas a pas NEMA17
Mòdul de controlador pas a pas A4988
Condensador de 47 µf
Potenciòmetre

Motor pas a pas NEMA17

El funcionament de Nema17 és similar als motors pas a pas normals. El motor pas a pas NEMA 17 té una placa frontal d’1,7 x 1,7 polzades i sol tenir més parell que les variants més petites, com ara NEMA 14. Aquest motor té sis cables de plom i la tensió nominal és de 12 volts. Es pot operar a una tensió més baixa, però el parell caurà. Els motors pas a pas no giren pas, i el motor NEMA17 té un angle de pas d’1,8 graus. significa que cobreix 1,8 graus a cada pas. A continuació es mostra el diagrama de cablejat de NEMA17.

Com podeu veure, aquest motor té una disposició unipolar de sis fils. Aquests cables estan connectats en dos bobinatges dividits. Els cables negres, grocs i verds formen part del primer bobinatge on el negre és aixeta central i el groc i el verd són extremitats de bobina mentre que el vermell, el blanc i el blau formen part d’un segon bobinat, en què el blanc és aixeta central i el vermell i el blau són bobina cables finals. Normalment es queden desconnectats els cables de l’aixeta central.

Passos per revolució per a NEMA17

Passos per revolució per a un motor pas a pas concret es calcula utilitzant l’angle de pas d’aquest motor pas a pas. Per tant, en el cas, l’angle de pas NEMA 17 és d’1,8 graus.

Passos per revolució = 360 / angle de pas 360 / 1,8 = 200 passos per revolució

Especificacions de NEMA17

Tensió nominal: 12V CC
Angle de pas: 1,8 graus.
Nombre de fases: 4
Longitud del motor: 1,54 polzades
4 cables de 8 polzades
200 passos per revolució, 1,8 graus
Temperatura de funcionament: -10 a 40 ° C
Parell de retenció unipolar: 22,2 oz-in

Consulteu també diversos projectes relacionats amb el motor pas a pas, que no només inclouen interfícies bàsiques amb diversos microcontroladors, sinó que també tenen projectes de robòtica que impliquen motors pas a pas.

Mòdul de controlador pas a pas A4988

Un mòdul controlador pas a pas controla el funcionament d’un motor pas a pas. Els controladors pas a pas envien el corrent al motor pas a pas mitjançant diverses fases.

El controlador pas a pas A4988 Nema 17 és un mòdul de control de microstepping que s’utilitza per controlar motors pas a pas bipolars. Aquest mòdul de controlador té un traductor integrat que significa que podem controlar el motor pas a pas utilitzant molt pocs pins del nostre controlador.

Mitjançant aquest mòdul de controlador de motor Nema 17, podem controlar el motor pas a pas utilitzant només dos pins, és a dir, STEP i DIRECTION. El pin STEP s’utilitza per controlar els passos, mentre que el pin DIRECTION s’utilitza per controlar la direcció del motor. A4988 mòdul de controlador ofereix cinc diferents resolucions passos: passos complet, mànec passos, quart de pas, de vuit passos, i XVI-step . Podeu seleccionar les diferents resolucions de passos mitjançant els pins del selector de resolució ((MS1, MS2 i MS3). La taula de veritat d’aquests pins es mostra a continuació:

MS1	MS2	MS3	Resolució de microetapes
baix	baix	baix	Pas complet
Alt	baix	baix	½ Pas (mig pas)
baix	Alt	baix	¼ Pas (pas quart)
Alt	Alt	baix	1/8 Pas (Vuitè Pas)
Alt	Alt	Alt	1/16 Pas (Setzè Pas)

Especificacions de l'A4988

Màx. Voltatge de funcionament: 35V

Mín. Voltatge de funcionament: 8V

Màx. Corrent per fase: 2A

Resolució de pas de pas: pas complet, pas ½, pas,, pas 1/8 i 1/16

Protecció contra tensió inversa: no

Dimensions: 15,5 × 20,5 mm (0,6 ″ × 0,8 ″)

Esquema de connexions

A la imatge anterior es mostra el diagrama de circuits per controlar el motor pas a pas Nema 17 amb Arduino. Com que el mòdul A4988 té un traductor integrat, significa que només necessitem connectar els passos de pas i direcció a Arduino. El pas de pas s'utilitza per controlar els passos, mentre que el pas de direcció s'utilitza per controlar la direcció. El motor pas a pas s’alimenta mitjançant una font d’alimentació de 12V i el mòdul A4988 s’alimenta mitjançant Arduino. El potenciòmetre s’utilitza per controlar la direcció del motor.

Si gireu el potenciòmetre en sentit horari, el pas a pas girarà en sentit horari i, si gireu el potenciòmetre en sentit antihorari, girarà en sentit antihorari. S’utilitza un condensador de 47 µf per protegir la placa de pics de tensió. Els pins MS1, MS2 i MS3 es queden desconnectats, cosa que significa que el controlador funcionarà en mode de pas complet.

Les connexions completes per a Arduino Nema 17 A4988 es donen a la taula següent.

S.NO.	A4988 Pin	Connexió
1	VMOT	+ ve de bateria
2	GND	-ve de bateria
3	VDD	5V d’Arduino
4	GND	GND d'Arduino
5	STP	Pin 3 d'Arduino
6	DIR	Pin 2 d'Arduino
7	1A, 1B, 2A, 2B	Motor pas a pas

Explicació del codi

El codi complet amb control de vídeo de treball Nema 17 amb Arduino es dóna al final d’aquest tutorial, aquí expliquem el programa complet per entendre el funcionament del projecte.

Primer de tot, afegiu la biblioteca del motor pas a pas al vostre IDE Arduino. Podeu descarregar la biblioteca del motor pas a pas des d’aquí.

Després, definiu el número de passos per al NEMA 17. Segons vam calcular, el núm. de passos per revolució per a NEMA 17 és de 200.

#incloure #define STEPS 200

Després d'això, especificar els passadors a la qual està connectat el mòdul controlador i definir el tipus d'interfície motor com Tipus1 perquè el motor està connectat a través de la lliçó controlador.

Stepper stepper (STEPS, 2, 3); #define motorInterfaceType 1

A continuació, configureu la velocitat del motor pas a pas mitjançant la funció stepper.setSpeed . La velocitat màxima del motor per a NEMA 17 és de 4688 RPM, però si la fem funcionar amb més velocitat de 1000 RPM, el parell cau ràpidament.

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

Ara, al bucle principal , llegirem el valor del potenciòmetre des del pin A0. En aquest bucle, hi ha dues funcions, una és potVal i l’altra és Pval . Si el valor actual, és a dir, potVal és superior al valor anterior, és a dir, Pval , es mourà deu passos en el sentit de les agulles del rellotge i si el valor actual és inferior al valor anterior es mourà deu passos en el sentit antihorari.

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

Ara connecteu l'Arduino amb el vostre ordinador portàtil i pengeu el codi a la vostra placa Arduino UNO mitjançant Arduino IDE, seleccioneu la placa i el número de port i feu clic al botó de càrrega.

Ara podeu controlar la direcció del motor pas a pas Nema17 mitjançant el potenciòmetre. El funcionament complet del projecte es mostra al vídeo següent. Si teniu dubtes sobre aquest projecte, publiqueu-los a la secció de comentaris que hi ha a continuació.