A léptetőmotorok megtalálhatók autókban, nyomtatókban, számítógépekben, mosógépek, elektromos borotvák és sok más eszköz a mindennapi életből. Sok rádióamatőr azonban még mindig nem tudja, hogyan kell egy ilyen motort működésre bírni, és mi is az valójában. Tehát tanuljuk meg a léptetőmotor használatát.
A léptetőmotorok a kefe nélküli motorokként ismert motorok osztályába tartoznak. Tekercselések léptetőmotor az állórész részei. A rotor permanens mágnest, vagy változó mágneses reluktancia esetén lágy mágneses anyagból készült fogaskerekes blokkot tartalmaz. Minden kapcsolást külső áramkörök hajtanak végre. Jellemzően a motorvezérlő rendszert úgy alakítják ki, hogy a forgórészt tetszőleges fix helyzetbe lehessen mozgatni, vagyis a rendszert pozíció vezérli. A forgórész ciklikus pozicionálása a geometriájától függ.
Léptetőmotorok típusai
A léptetőmotoroknak három fő típusa van: változó induktivitású motorok, állandó mágnesekés hibrid motorok.
Változó induktivitású motorok csak a központi tengelyen generált mágneses teret használja, aminek hatására az forog, és összhangban van az elektromágnesek feszültségével.
Állandó mágneses motorok ezekhez hasonló, kivéve, hogy a központi tengely az északi és a déli mágneses póluson polarizált, amelyek ennek megfelelően forgatják, attól függően, hogy melyik elektromágnesek vannak bekapcsolva.
Hibrid motor az előző kettő kombinációja. Mágnesezett központi tengelyében két fogsor található a két mágneses pólushoz, amelyek ezután az elektromágnesek mentén sorakoznak a fogakkal. A középső tengely kettős fogsorának köszönhetően hibrid motor van a legkisebb elérhető méret léptetőmotor, ezért a léptetőmotorok egyik legnépszerűbb típusa.
Két további típusú léptetőmotor is létezik: egypólusúÉs kétpólusú. Alapvetően ez a két típus pontosan ugyanúgy működik; elektromágnesek benne szekvenciális forma, aminek következtében a központi motor tengelye elfordul.
De az unipoláris léptetőmotor csak pozitív feszültséggel működik, míg a bipoláris léptetőmotornak két pólusa van - pozitív és negatív.
Tehát a tényleges különbség a két típus között az, hogy az unipolárishoz minden tekercs közepén egy extra vezetékre van szükség, ami lehetővé teszi, hogy az áram a tekercs egyik vagy másik végére folyjon. Ez a két ellentétes irány a mágneses tér két polaritását hozza létre, hatékonyan szimulálva mind a pozitív, mind a negatív feszültségeket.
Bár mindkettőnek van általános szinten 5 V tápfeszültség mellett a bipoláris léptetőmotor nagyobb nyomatékkal rendelkezik, mivel az áram átfolyik a teljes tekercsen, és erősebb mágneses mezőt hoz létre. Másrészt az unipoláris léptetőmotorok csak a tekercs hosszának felét használják a tekercs közepén lévő extra huzal miatt, ami azt jelenti, hogy kevesebb nyomaték áll rendelkezésre a tengely helyén tartásához.
A különböző léptetőmotorok különböző számú vezetékkel rendelkezhetnek, általában 4, 5, 6 vagy 8. Csak a bipoláris léptetőmotorok támogathatnak 4 vezetékes vezetékeket, mivel nincs középső vezetékük.
Az 5 és 6 vezetékes mechanizmusok egypólusú és bipoláris léptetőmotorokhoz egyaránt használhatók, attól függően, hogy mindegyik tekercsnél van-e középső vezeték vagy sem. Az 5-vezetékes konfiguráció azt jelenti, hogy a két tekercskészlet központi vezetékei belülről csatlakoznak egymáshoz.
Van néhány különféle módokon léptetőmotorok vezérlése - teljes lépés, fél lépés és mikrolépés. Ezen stílusok mindegyike más-más nyomatékot, menetemelkedést és méretet kínál.
Teljes lépés— egy ilyen meghajtónak mindig két elektromágnese van. A tengely elforgatásához az egyik elektromágnest le kell kapcsolni, majd bekapcsolni az elektromágnest, aminek hatására a tengely 1/4 fogat elforgat (legalábbis hibrid léptetőmotoroknál). Ennek a stílusnak van a legerősebb nyomatéka, de egyben a legtöbb is nagy méretű lépés.
Fél lépés. A központi tengely forgatásához első lépésként az első elektromágnest, majd a másodikat is feszültség alá helyezzük, és az első még a második lépésben dolgozik. A harmadik lépésben az első elektromágnes kikapcsol, a negyedik lépés pedig a harmadik elektromágnes felé fordul, és a második elektromágnes továbbra is működik. Ez a módszer kétszer annyi lépést használ, mint egy teljes lépés, de kisebb a nyomatéka is.
Mikrolépés ezen stílusok közül a legkisebb lépésmérettel rendelkezik. Az ehhez a stílushoz tartozó nyomaték attól függ, hogy egy adott időpontban mekkora áram folyik át a tekercseken, de mindig kisebb lesz, mint teljes emelkedésnél.
Léptetőmotor csatlakozási rajza
A léptetőmotor vezérléséhez szüksége van vezérlő. A vezérlő egy áramkör, amely feszültséget lát el a négy állórész tekercs bármelyikére. A vezérlőáramkörök a hagyományos villanymotorokhoz képest meglehetősen összetettek, és számos funkcióval rendelkeznek. Itt nem foglalkozunk velük részletesen, hanem egyszerűen bemutatjuk az ULN2003A alapú népszerű vezérlő egy töredékét.
Általában a léptetőmotorok azok nagyszerű módon hogy fordítson valamit Pontos méret szög nagy nyomatékkal. További előnyük, hogy a forgási irány megfordításával szinte azonnal elérhető a forgási sebesség.
A kezdeti szakaszban a legtöbb ember vásárolt (leggyakrabban kínai) vezérlőt választ a léptetőmotorokhoz, mert időt takarít meg. Ám miután a gép készen áll és működik, elkezd belopózni az érzés, hogy valami nem stimmel... Valami hiányzik, vagy valamit rosszul csináltak, vagy nem készült el... Némi elégedetlenség, kérdések merülnek fel a gép pontosságával kapcsolatban. gép CNC-vel. Az emberek hosszan és fájdalmasan kezdik olvasni a fórumokat, keresve a varázsreceptet, hogy meggyógyítsák saját gépüket attól, hogy állandóan eltalálják a célt (értsd: tizedmilliméter, amit még a leggyurmább kézzel készített CNC gépnek is következetesen ki kellene dolgoznia) ).
A nagymamám mindig azt mondja: "Ahol keskeny, ott eltörik." És ez tényleg megtörténik! Ugyanez igaz a CNC gépek alapjaira – a lineáris mozgási mechanizmusra és a vezérlő elektronikára, nevezetesen a léptetőmotor-vezérlőre. Milyen pontosságról beszélhetünk, ha valaki egy olcsó kínai vezérlőt szerelt be, 1/8-as vagy akár 1/16-os mikrolépést kapcsolt be, és mikron mozgásokat próbál kipréselni a gépből?
Nincs semmi a kínai kontrollerek ellen. Nekem most van a legolcsóbb kínai vezérlőm. De tudatosan vettem, hogy megértsem, mi hiányzik egy ipari vezérlőből, és mit szeretnék végül elérni azzal, hogy saját kezemmel létrehoztam egy léptetőmotor-vezérlőt.
Az első dolog, amit a léptetőmotor-vezérlőmtől szeretnék kapni, egy kalibrált mikrolépés, amelyet a léptetőmotor egy adott példányához kell igazítani. A léptetőmotorok karakterisztikáinak nemlinearitásáról már írtam a és című cikkemben. Ha lusta vagy követni a linket, akkor röviden elmondom, hogy microstepping módban parancsot küld a motornak, hogy forduljon el egy lépés 1/8-át (például), de ki tudja mennyit, vagy nem. fordulj egyáltalán! Mindez éppen a léptetőmotor jellemzőinek nemlinearitása miatt van. Ez az oka annak, hogy a hagyományos kínai vezérlőkben nem használhatja a microstepping módot a CNC gép mozgásainak pontosságának (felbontásának) növelésére!
Valaki kíváncsi lehet, honnan származik ez a nemlinearitás? És az egész lényege az, hogy a valóságban A léptetőmotort egyáltalán nem mikrolépéses üzemmódra tervezték.! A léptetőmotort csak arra tervezték, hogy - ó, kettőt! Ez az, amit mi, CNC-szakértők úgy döntöttünk, hogy alkalmatlanságunkból a világra hozzuk digitális motor(véges állapotú motor) egy kis analógiát, és előállt egy „mikrolépéssel”, amelyben a léptetőmotor két lépés között valamilyen köztes állapotban „lóg”. A vezérlőgyártók pedig boldogan átvették ezt a trükköt, és a mikrolépést egyfajta de facto szabványként mutatják be! És eladják a kontrollereiket meggondolatlan fogyasztóknak.
Ha Ön egy mikrolépcsős vezérlő „szerencsés” tulajdonosa, akkor a fentebb leírtakat nagyon könnyen ellenőrizheti a lézeres kalibrációs módszerrel, amelyet fentebb a léptetőmotorok kalibrálásáról szóló cikkben leírtam. Elég a léptetőt levenni a gépről és ráerősíteni lézer mutató, kapcsolja be a microstepping módot a vezérlőben (bár természetesen be van kapcsolva!), és küldjön STEP impulzusokat a bemenetére. Közvetlenül a Mach3-ról vagy a LinuxCNC-ről a legminimálisabb betáplálás kiválasztásával kézi üzemmód vagy mikromozgások megadásával G-kódokon keresztül. Minden mikrolépés után jelöljön meg egy papírdarabot, amely a falra ragasztja azt a helyet, ahol a lézersugár világít. Már néhány mikrolépés után észreveszi, hogy a bevágások között egyszerűen éktelenül eltérő távolságok vannak!
Itt hagyjuk abba a gyártók szidását. Igazából nem csinálnak semmi rosszat. Az emberek mikrolépést akartak – az emberek megkapták! Koncentráljunk inkább arra, hogy a végfelhasználók valójában mit akartak léptetőmotor-vezérlőjüktől? Nem azt akarták, hogy a léptetőmotorokat vezérlő jelet 8-cal, 16-tal stb. osztják el, hanem léptetőmotor forgásszög felosztása a jelzett osztókkal! De milyen vezérlőfeszültséget kell ehhez alkalmazni? Egyértelműen válaszolok – ki tudja! Hadd magyarázzam el... A lényeg az különböző gyártók csináld különböző motorok, használjon különböző technológiákat eltérő minőségűés különböző hibák. És kiderül, hogy minden léptetőmotor más! Akár ugyanazon a típuson és egy tételen belül. Egy vezeték feküdt valahol a léptetőmotor tekercsében, kissé a rossz oldalon - a karakterisztika megváltozott! Az egyik motor X fordulatú, egy másik motor X+Y fordulatú a tekercselésben - a karakterisztikák megint mások. És így tovább - a fanatizmusig
Éppen ezért a mikrolépést mindegyikhez igazítani kell konkrét motor, és ezt a léptetőmotor vezérlőben kell konfigurálni! És pontosan ez az a vezérlő, amit jelenleg fejlesztek.
Léptetőmotor vezérlő áramkör
A vezérlő áramköröm nagyon egyszerű lesz. Erőelemek, a motor tekercseit közvetlenül vezérlő MOSFET tranzisztorok lesznek H-híd formájában csatlakoztatva. A gombokat egy mikrokontroller fogja vezérelni. Nem lesznek drága driver chipek az áramkörömben. Helyette kiégett energiatakarékos lámpákból lesz pár ferritgyűrű, ami kiválóan alkalmas a MOSFET tranzisztorok kapuinak vezérlésére. Általában próbálok olyan léptetőmotoros vezérlőt készíteni, ami otthon is reprodukálható. Emellett az egyik előnye a magas karbantarthatóság (például ha egy MOSFET tranzisztor kiég a tápegységben, a csere költsége ~20-30 rubel lesz).
A bal oldalon van egy kapuvezérlő áramkör a léptetőmotor-vezérlőm MOSFET-kapcsolójához. Amint látja, a kapu vezérlése egy ferritgyűrűn lévő impulzustranszformátoron keresztül történik. Fokozatos transzformátorra van szükség annak biztosítására, hogy a tápkapcsolót teljesen kinyissa a mikrokontroller kimenetéről érkező 5 voltos vezérlőjel. A teljes garantált nyitáshoz a tápfeszültségű MOSFET-ek általában 10 voltot igényelnek (a MOSFET részletesebb jellemzői az adatlapján található grafikonokon tekinthetők meg). Ennek a kapcsolatnak az a sajátossága, hogy a MOSFET kapukapacitás memória módban kerül felhasználásra, pl. Amikor a nyitó impulzus áthalad a D1 diódán, a tranzisztor a kívánt ideig nyitva lesz, amíg a nyitott Q2 tranzisztor be nem zárja, és a kapukapacitást a földre kisüti. Ennek a sémának köszönhetően a PWM jel (PWM) vezérlésekor akár 100% -os modulációs mélységet is elérhet (angol forrásokban - duty circle vagy „boot ciklus”). Egy szabványos kaputranszformátor (GDT) áramkörben, amikor egy pozitív impulzus nyitja a MOSFET-et, és a következő negatív helyreállító impulzus kisüti a kapukapacitást, a PWM jel periódusának csak kevesebb, mint 50%-a érhető el.
Léptetőmotor vezérlő program
A léptetőmotor-vezérlő program több, egymással összefüggő funkcionális blokkra osztható. Megpróbálok többet írni ezekről a blokkokról és munkájukról hamar. Maradjon velünk – a projekt aktív fejlesztés alatt áll
Írta: .Címke: , .
Hozzászólás navigáció - Léptetőmotor meghajtó elektronikai eszköz
, ami arra késztet, hogy „sétálj” . A de facto szabvány az SD-kezelés területén az. A STEP a lépésjel, a DIR a forgásirány jele, az ENABLE a vezető engedélyező jele. Egy tudományosabb definíció szerint a léptetőmotor meghajtó elektronikus tápegység
, amely digitális vezérlőjelek alapján vezérli a léptetőmotor nagyáramú/nagyfeszültségű tekercseit, és lehetővé teszi a léptetőmotor lépéseinek megtételét (forgatását). A léptetőmotor vezérlése sokkal nehezebb, mint egy hagyományos kommutátor motor - szükség van a tekercsek feszültségeinek meghatározott sorrendben történő kapcsolására, miközben az áramot egyidejűleg szabályozza. Ezért a motormotorok vezérlésére fejlesztették ki azokat- SD illesztőprogramok. A motor meghajtó lehetővé teszi a motor forgórészének forgásának szabályozását a vezérlőjeleknek megfelelően, és a motor fizikai lépésének elektronikus felosztását kisebb diszkrétekre.
A tápegység, maga az SD (tekercselése) és a vezérlőjelek az SD meghajtóhoz csatlakoznak. A vezérlőjelek szabványa a STEP/DIR vagy CW/CCW jelek vezérlése és az ENABLE jel.
STEP/DIR protokoll:
STEP jel - Időzítő jel, lépésjel. Egy impulzus a motor forgórészének egy lépéssel történő elfordulásához vezet (nem a motor fizikai lépése, hanem a meghajtón beállított lépés - 1:1, 1:8, 1:16 stb.). A vezető általában egy lépést hajt végre az impulzus bevezető vagy lefutó élén.
Signal DIR - Potenciális jel, irányjelzés. Logikai egy - a motor az óramutató járásával megegyezően forog, nulla - a motor az óramutató járásával ellentétes irányba forog, vagy fordítva. Általában megfordíthatja a DIR jelet vagy a vezérlőprogramból, vagy felcserélheti a motorfázisok csatlakozását a meghajtó csatlakozó csatlakozójában.
CW/CCW protokoll:
CW jel - Időzítő jel, lépésjel. Egy impulzus hatására a motor rotorja egy lépéssel forog (nem a motor fizikai lépése, hanem a meghajtón beállított lépés - 1:1, 1:8, 1:16 stb.) az óramutató járásával megegyező irányba. A vezető általában egy lépést hajt végre az impulzus bevezető vagy lefutó élén.
CW jel - Időzítő jel, lépésjel. Egy impulzus hatására a motor forgórésze egy lépéssel elfordul (nem a motor fizikai lépése, hanem a meghajtón beállított lépés - 1:1, 1:8, 1:16 stb.) az óramutató járásával ellentétes irányba. A vezető általában egy lépést hajt végre az impulzus bevezető vagy lefutó élén.
Jel ENGEDÉLYEZÉS – Potenciális jel, illesztőprogram be/ki jele. Általában a működés logikája a következő: logikai egy (5 V kerül a bemenetre) - a léptető meghajtó ki van kapcsolva és a léptető tekercsek feszültségmentesek, nulla (semmi tápellátás vagy 0 V kerül a bemenetre) - a léptető meghajtó be van kapcsolva, és a léptető tekercsek feszültség alatt vannak.
Az SD-illesztőprogramok további funkciókkal is rendelkezhetnek:
Túláram szabályozás.
Túlfeszültség szabályozás, hatásvédelem hátsó emf SD-ről. Amikor a forgás lelassul, a motor feszültséget állít elő, amely összeadja a tápfeszültséget, és rövid ideig növeli azt. Gyorsabb lassításnál nagyobb a hátsó EMF feszültség és nagyobb a tápfeszültség túlfeszültség. Ez a tápfeszültség túlfeszültség a meghajtó meghibásodásához vezethet, így a meghajtó védett a tápfeszültség túlfeszültségei ellen. Ha túllépik küszöbérték tápfeszültség, a meghajtó ki van kapcsolva.
Polaritásváltás szabályozása vezérlőjelek és tápfeszültségek csatlakoztatásakor.
A tekercsáram automatikus csökkentésének módja üresjáratban (nincs STEP jel) a motor fűtésének és áramfelvételének csökkentése érdekében (AUTO-SLEEP üzemmód).
Automatikus kompenzátor a középfrekvenciás rezonancia SD-hez. A rezonancia általában 6-12 rps tartományban jelenik meg, a motor zúgni kezd, a rotor leáll. A rezonancia kialakulása és erőssége erősen függ a motor paramétereitől és mechanikai terhelésétől. Az automatikus középfrekvenciás rezonancia kompenzátor lehetővé teszi a motor rezonanciájának teljes kiküszöbölését, és forgásának egyenletessé és stabillá tételét a teljes frekvenciatartományban.
Növekvő frekvenciájú fázisáramok alakjának megváltoztatásának sémája (morfizálás, átmenet a mikrolépéses módból a lépcsős üzemmódba növekvő frekvenciával). A léptetőmotor csak teljes léptető üzemmódban képes leadni a műszaki jellemzőkben megadott nyomatékot, ezért a hagyományos léptetőmotoros meghajtóban morfondírozás nélkül, mikrolépés alkalmazásakor a léptetőmotor 70%-on működik. maximális teljesítmény. A léptetőmotor-meghajtó morfizálással lehetővé teszi, hogy maximális nyomatékot kapjon a léptetőmotortól a teljes frekvenciatartományban.
Beépített frekvenciagenerátor STEP – kényelmes funkció az illesztőprogram teszteléséhez anélkül, hogy számítógéphez vagy más külső STEP frekvenciagenerátorhoz csatlakozna. A generátor az építkezéshez is hasznos lesz egyszerű rendszerek mozdulatok számítógép használata nélkül.
Így, amikor a bipoláris gépek terepmunkásainak sofőrjén gondolkodtam, nem gondoltam, hogy a téma ekkora érdeklődést vált ki, és egy rövid cikket kell írnom az összeszerelésről és konfigurációról. Itt a vezető külön blokknak tekintendő. Mert Blokképítést használok. Azok. három meghajtó, interfészkártya, tápegység. Először is, ha az egyik illesztőprogram meghibásodik, az illesztőprogramot egyszerűen lecserélik egy tartalékra, másodszor pedig (és ami a legfontosabb) modernizálást terveznek, így könnyebb eltávolítani egy illesztőprogramot, és tesztelni a frissített verziót. Az „egyfizetős” már a téma továbbfejlesztése, és úgy gondolom, hogy szívesen válaszol az UPS beállításával kapcsolatos kérdésekre. Dj_smart , valamint kiegészíti és javítja a munkámat. És most a lényegre...
Az első pont (azoknak, akik kitöltötték a táblát, nem kell elolvasniuk J ). A maratást, ónozást és fúrást követően gondosan vizsgálja meg az egész táblát, hogy nincsenek-e rajta elakadások. Snoka, maratott nyomok stb. komolyan tönkreteheti az egész zsongást. Ezután feltöltjük a táblát, először az összes jumpert, majd az ellenállásokat, a diódákat, a paneleket, a kondenzátorokat és a bipoláris tranzisztorokat. konvertálni szeretnék Speciális figyelem Figyelmébe, bocsánat... Ne lustálkodjon forrasztás előtt, hogy ellenőrizze az alkatrész használhatóságát. A tárcsázás időnként megmenti a füsttől... Az ellenállások színkódolását nagyon jól ismerem, többször is kigúnyoltak, és egy speciálisal. hatások. Amikor évek óta forrasztott rekeszekből ellenállásokat használsz mindenből, ami csak a keze ügyébe kerül, elfelejted, hogy melegítéskor a piros narancssárgává, a narancs pedig sárgává válhat... Forraszd be a +5V-os tápvezetékeket, lépj, GND és vezérlő vezetékek Vref . Nagyjából így néz ki:
Második pont (működési és tartási módok beállítása). 555 Én személy szerint forrasztok a táblába, aki felrakta a panelt, az azt jelenti, hogy bedugjuk, a kijelzőegységet ki kell kapcsolni. Trimmerek a közepére. A lépéskimenetet általánosra zárjuk (munkamód). Hívjuk a +5V-os áramkört, és ha nincs rövidzárlat, kapcsoljuk be. A teszter vezérlőpontokhoz csatlakozik Vref (jól sikerült Dj _ okos , amely a táblán található), ha a trimmerek értékei és a köztük lévő ellenállás megfelel a diagramnak, akkor a trimmer szolga. módban a feszültséget körülbelül 0 - 1 V-ra állíthatja, azaz. áram 0-5A. Állítsuk 1A-re. Itt minden egyszerű. R változás nálunk 0,2 Ohm van. 1A-re van szükségünk. 0,2x1=0,2V. Azok. ha telepítjük Vref - 0,2V, az áram a tekercsben 1A lesz. Ha áram kell a tekercsbe, mondjuk 2,5A, akkor Vref =0,2x2,5=0,5V.
Röviden: 0,2 V-ra állítottuk.
Most megnyitjuk a lépést és az általánost. Ha minden elem normális és a diagramnak megfelelő, akkor nyitás után kb. fél másodpercen belül Vref felére csökken (ha a második trimmer középen van) Állítsa be Vref visszatartás. 50 százalékom van. egy munkástól:
A fő dolog, amire figyelni kell, az a kötelező késleltetés a váltáskor. Amikor a lépést általánosra zárjuk, az üzemmódnak azonnal be kell kapcsolnia, kinyitásakor pedig 0,5 másodperces késleltetéssel tartási módba kell lépnie. Ha nincs késés, keresse a problémákat, különben komoly hibák léphetnek fel működés közben. Ha nem indul, menj a fórum témára, ne gyújts tüzet J.
Harmadik pont (a kijelzőblokk felállítása). A pecsét 315-361-re van állítva, mint a Dj_smarta zacskó is, valahol forrasztani kell... De ott elvileg tetszőleges párat lehet forrasztani, nálunk 502 - 503, 3102 - 3107 teszteltem, minden működik, csak óvatosan a tűvel! Ha minden megfelelően van forrasztva és működik, akkor probléma nélkül működik. A kijelző enyhe beállítást végez Vref , így a jelzés csatlakoztatása után végre állítsa be az áramot a léptetőmotorjára (jobb, ha a névleges 70%-ával kezdi). Nem készítettem képeket a világító LED-ekről. J.
Negyedik pont, fontos (297) Az áramellátás kikapcsolásakor dugja be a 297-et a helyére. Ismét ellenőrizzük a szerelést, és a csővezeték elemeket, ha minden rendben van (ha kétség van, kétszer is ellenőrizzük), bekapcsoljuk az áramot. Oszcilloszkóppal ellenőrizzük a jelet az első lábon, ez így néz ki:
Vagy a 16. lábon ez így van:
Ez azt jelenti, hogy az alátét beindult, a szerencsések, akiknek van frekvenciamérője, mérhetik a frekvenciát, nagyon közelítőleg 20 kHz-nek kell megfelelnie.
FIGYELEM!!! Fontos!!!Ha az alátét nem indul el, a 297-es logikai rész működni fog, pl. a terhelés csatlakoztatásakor minden jel elmegy... De 24V-ra becsüld alátét nélkül 2 Ohm SD-n. Ezért fontos megbizonyosodni arról, hogy a chipgenerátor működik.
Ötös pont. Kapcsolja ki újra, és csatlakoztassa IR , forrasztás a terepi sávokban. 2,5 A-nél nagyobb tekercsáramú motor használatakor a terepi kapcsolókat a radiátorra kell helyezni. A diódák forrasztásánál figyeljen oda, mert jelöléseikben eltérhetnek. Tényleg nem találkoztam vele (522-es és 1-es keverékem van N 4148 (analóg) ugyanaz a kivezetésük) De figyelembe véve, hogy az emberek IR
Ebben a cikkben egy léptetőmotoros meghajtó teljes gyártási ciklusát ismertetem kísérletekhez. Ez nem az utolsó lehetőség, egy villanymotor vezérlésére szolgál, és csak akkor szükséges kutatómunka, a végső léptetőmotor meghajtó áramkört egy külön cikkben mutatjuk be.
A léptetőmotor-vezérlő elkészítéséhez meg kell értenie a léptetőmotorok működési elvét. elektromos gépekés miben különböznek más típusú villanymotoroktól. Nagyon sokféle elektromos gép létezik: egyenáram, váltakozó áram. Az AC villanymotorok szinkron és aszinkron. Nem írok le minden egyes villanymotor-típust, mivel ezek túlmutatnak e cikk keretein, csak azt mondom, hogy minden motortípusnak megvannak a maga előnyei és hátrányai. Mi az léptetőmotorés hogyan kell kezelni?
A léptetőmotor egy szinkron kefe nélküli motor több tekercseléssel (általában négy), amelyben az egyik állórész tekercsére adott áram a forgórészt blokkolja. A motor tekercseinek szekvenciális aktiválása a forgórész diszkrét szögeltolódásait (lépéseit) okozza. A léptetőmotor elektromos kapcsolási rajza képet ad a felépítéséről.
És ez a kép az igazságtáblázatot és a léptető működésének diagramját mutatja teljes lépéses üzemmódban. A léptetőmotorok más üzemmódjai is léteznek (féllépés, mikrolépés stb.)
Hogyan lehet a rotort a másik irányba forgatni? Igen, ez nagyon egyszerű, meg kell változtatnia a jelsorozatot ABCD-ről DCBA-ra.
Hogyan lehet elforgatni a rotort egy meghatározott szögben, például 30 fokkal? Minden léptetőmotor-modell rendelkezik egy olyan paraméterrel, mint a lépések száma. A mátrixnyomtatókból kihúzott léptetők 200-as és 52-es paraméterrel rendelkeznek, azaz. elkövetni teljes fordulat 360 fokos, egyes motoroknak 200, másoknak 52 lépésen kell keresztülmenniük. Kiderült, hogy ahhoz, hogy a rotort 30 fokos szögben elfordíthassa, át kell mennie:
-az első esetben a 30:(360:200)=16.666...(lépés) 17 lépésre kerekíthető;
-a második esetben 30:(360:52)=4,33... (lépések), 4 lépésre kerekíthetünk.
Amint látja, egy meglehetősen nagy hiba van, arra a következtetésre juthatunk, hogy minél több lépés van a motorban, annál kisebb a hiba. A hiba csökkenthető, ha féllépéses vagy mikrolépéses üzemmódot használ, vagy mechanikusan - használjon redukciós sebességváltót, ebben az esetben a mozgás sebessége szenved.
Hogyan szabályozható a rotor fordulatszáma? Elegendő az ABCD bemenetekre szolgáltatott impulzusok időtartamát módosítani, minél hosszabbak az impulzusok az időtengely mentén, a kisebb sebesség rotor forgása.
Úgy gondolom, hogy ez az információ elegendő lesz a léptetőmotorok működésének elméleti megértéséhez, minden más tudást kísérletezéssel meg lehet szerezni.
És akkor térjünk át az áramkörre. Kitaláltuk, hogyan kell egy léptetőmotorral dolgozni, már csak az Arduino-hoz kell csatlakoztatni és egy vezérlőprogramot írni. Sajnos lehetetlen közvetlenül csatlakoztatni a motor tekercsét a mikrokontrollerünk kimenetéhez egyetlen egyszerű ok miatt - az áram hiánya miatt. Bármely villanymotor eléggé átmegy a tekercselésein nagy áramerősség, és a terhelés nem több, mint40 mA (ArduinoMega 2560 paraméterek) . Mi a teendő, ha például 10 A terhelést és akár 220 V feszültséget kell szabályozni? Ez a probléma megoldható, ha a mikrokontroller és a léptetőmotor közé tápegységet integrálnak. elektromos diagram, akkor legalább háromfázisú villanymotort lehet majd irányítani, ami rakétasilóba nyit egy többtonnás nyílást :-). Esetünkben nem kell kinyitni a rakétasiló fedelét, csak a léptetőmotort kell működőképessé tenni, ebben a léptetőmotor-meghajtó segít. Természetesen lehet vásárolni kész megoldások, nagyon sok van belőlük a piacon, de készítek saját drivert. Ehhez bekapcsológombos Mosfet térhatású tranzisztorokra lesz szükségem, ahogy már mondtam, ezek a tranzisztorok ideálisak az Arduino bármilyen terheléshez való párosítására.
Az alábbi ábrán látható az elektromos kördiagramm léptetőmotor vezérlő.
A bekapcsológombokat használtamtranzisztorok IRF634B maximális forrás-leeresztő feszültség 250V, leeresztő áram 8,1A, ez több mint elég az én esetemben.A diagramot többé-kevésbé kitaláltuk, rajzoljuk meg nyomtatott áramkör. Berajzoltam a beépített Windows Paint szerkesztőt, mondom ez nem a legjobb ötlet, legközelebb valami speciális és egyszerű PCB szerkesztőt fogok használni. Az alábbiakban a kész nyomtatott áramköri lap rajza látható.
Ezután ezt a képet tükörképben nyomtatjuk papírra lézernyomtató segítségével. A legjobb, ha maximalizálja a nyomat fényerejét, és a hagyományos irodai papír helyett inkább fényes papírt használ. Vegyünk egy lapot, és rányomtatjuk a meglévő képet. Ezután a kapott képet felvisszük egy korábban előkészített fólia üvegszálra, és alaposan vasaljuk 20 percig. A vasalót maximális hőmérsékletre kell melegíteni.
Hogyan készítsünk textolitot? Először is a nyomtatott áramköri lap képének méretére kell vágnia (fémolló vagy fémfűrész segítségével), másodszor pedig finom csiszolópapírral csiszolja le a széleit, hogy ne maradjon sorja. Az oxidok eltávolításához a fólia felületét is meg kell csiszolni, a fólia egyenletes vöröses árnyalatot kap. Ezután a csiszolópapírral kezelt felületet oldószerbe mártott vattacsomóval kell áttörölni (646-os oldószert használjon, kevésbé büdös).
Vasalóval történő melegítés után a papírból a festéket az érintkezési pályák képe formájában rásütik az üvegszálas fólia felületére. A művelet után a papírlapot szobahőmérsékletre kell hűteni, és körülbelül 30 percre vízfürdőbe kell helyezni. Ezalatt a papír ernyedt lesz, és ujjbeggyel óvatosan le kell görgetni a PCB felületéről. A felületen sima fekete foltok maradnak érintkezési nyomok formájában. Ha nem tudta átvinni a képet a papírról és hibái vannak, akkor oldószerrel mossa le a festéket a PCB felületéről, és ismételje meg újra. Elsőre jól sikerült.
A pályák jó minőségű képének elkészítése után szükséges a felesleges réz kimarása, ehhez egy maratási megoldásra lesz szükségünk, amit magunk készítünk el. Korábban a nyomtatott áramköri lapok maratásához réz-szulfátot és közönséges konyhasót használtam 0,5 liter arányban. forró víz 2 púpozott evőkanál réz-szulfát és konyhasó. Mindezt alaposan összekevertük vízzel, és kész is volt az oldat. De ezúttal egy másik receptet próbáltam ki, nagyon olcsó és elérhető.
A maratási oldat elkészítésének javasolt módja:
30 g 100 ml gyógyszertári 3%-os hidrogén-peroxidban oldódik citromsavés 2 teáskanál konyhasót. Ennek az oldatnak elegendőnek kell lennie egy 100 cm2-es terület maratásához. Az oldat elkészítésekor nem kell spórolni a sóval. Mivel katalizátor szerepet játszik, és gyakorlatilag nem fogyasztják el a maratási folyamat során.
Az oldat elkészítése után a nyomtatott áramköri lapot le kell engedni egy tartályba az oldattal, és figyelni kell a maratási folyamatot, és itt nem szabad túlexponálni. Amint ez megtörténik, az oldat felfalja a festékkel nem borított rézfelületet, a táblát le kell mosni és hideg vízzel le kell mosni, majd meg kell szárítani és a festéket vattával, ill. egy oldószer. Ha a táblán vannak lyukak a rádióalkatrészek vagy rögzítőelemek rögzítéséhez, akkor itt az ideje kifúrni őket. Ezt a műveletet kihagytam, mert ez csak egy prototípus léptetőmotor-meghajtó, amely a számomra új technológiák elsajátítására szolgál.
Kezdjük bádogozni az ösvényeket. Ezt azért kell megtenni, hogy megkönnyítse a munkáját a forrasztás során. Régebben forrasztással és gyantával bádogoztam, de azt mondom, ez a „piszkos” módszer. A deszkán lévő gyanta sok füst és salak keletkezik, amelyet oldószerrel le kell mosni. Más módszert alkalmaztam, a glicerinnel való ónozást. A glicerint a gyógyszertárakban árulják, és fillérekbe kerül. A tábla felületét glicerinbe áztatott vattakoronggal kell áttörölni, és forrasztópákával precíz mozdulatokkal forrasztani kell. A pályák felületét vékony forrasztóréteg borítja, és a felesleges glicerint vattacsomóval lehet eltávolítani, vagy szappannal és vízzel lemosni. Sajnos nincs fotóm az ónozás után kapott eredményről, de a kapott minőség lenyűgöző.
Ezután az összes rádió alkatrészt fel kell forrasztania a táblára. Folyasztószerként glicerint használtak. Nagyon ügyes lett.
Az eredmény nyilvánvaló. Természetesen a gyártás után a tábla jobban nézett ki a képen, számos kísérlet után (erre készült).
Tehát a léptetőmotoros meghajtónk készen áll! Most térjünk át a legérdekesebb részre - a gyakorlati kísérletekre. Összeforrasztjuk az összes vezetéket, csatlakoztatjuk az áramforrást és írunk egy vezérlőprogramot az Arduino számára.
Az Arduino fejlesztői környezet gazdag különféle könyvtárakban, egy speciális könyvtár, a Stepper.h a léptetőmotorral való munkavégzéshez, amelyet használni fogunk. Nem írom le, hogyan kell használni az Arduino fejlesztői környezetet és leírom a programozási nyelv szintaxisát, ezt az információt a http://www.arduino.cc/ weboldalon találod, ott van az összes könyvtár leírása példákkal; , beleértve a Stepper leírását.h.
Programlista:
/*
* Tesztprogram léptetőhöz
*/
#beleértve
#define STEPS 200
Léptető léptető (STEPS, 31, 33, 35, 37);
void setup()
{
stepper.setSpeed(50);
}
void loop()
{
stepper.step(200);
késleltetés(1000);
}
Ez a vezérlőprogram egy másodperces szünet után egy teljes fordulat megtételére kényszeríti a léptetőmotor tengelyét, és a végtelenségig ismétli. Kísérletezhet a forgási sebességgel, a forgásiránysal és a forgásszögekkel.
