Բովանդակություն:
- Քայլ 1. DC և Stepper վերահսկման տեսություն
- Քայլ 2: Շղթայի դիագրամ
- Քայլ 3: Սխեմաներ
- Քայլ 4: Անհրաժեշտ բաղադրիչներ և գործիքներ
- Քայլ 5. Առջևի վահանակի ձևավորում
- Քայլ 6: 3D տպագրություն և լակի ներկում
- Քայլ 7: Վահանակի լարերի միացում
- Քայլ 8: Վահանակ-տախտակի միակցիչներ
- Քայլ 9: PCB
- Քայլ 10: Arduino
- Քայլ 11: Հավաքում և փորձարկում
- Քայլ 12: Outro
Video: DC և Stepper Motor Tester: 12 քայլ (նկարներով)
2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46
Մի քանի ամիս առաջ, իմ ընկերը ինձ տվեց մի քանի թափված թանաքային տպիչներ և պատճենահանման մեքենաներ: Ինձ հետաքրքրում էր նրանց էներգիայի աղբյուրների, մալուխների, տվիչների և հատկապես շարժիչների հավաքումը: Ես փրկեցի այն, ինչ կարող էի և ուզում էի փորձարկել բոլոր մասերը `համոզվելու, որ դրանք ֆունկցիոնալ են: Որոշ շարժիչներ գնահատվում էին 12 Վ, ոմանք ՝ 5 Վ, ոմանք ՝ ավելի արագ, իսկ մյուսները ՝ DC շարժիչներ: Եթե միայն ես ունենայի մի սարք, որտեղ ես կարող էի պարզապես միացնել շարժիչը, սահմանել հաճախականությունը, աշխատանքային ցիկլը և ընտրել փուլային եղանակ ՝ այն փորձարկելու համար:
Ես որոշեցի այն կառուցել առանց թվային ազդանշանի պրոցեսոր կամ միկրոկոնտրոլեր օգտագործելու: Համեստ 555 -ը կամ tl741- ը ՝ որպես տատանում, 4017 հաշվիչ և շատ տրամաբանական դարպասներ ՝ քայլող շարժիչների ռեժիմների համար: Սկզբում ես շատ զվարճացա սխեման նախագծելով, ինչպես նաև սարքի առջևի վահանակը նախագծելով: Ես գտել եմ պատշաճ փայտե թեյի տուփ ՝ ամեն ինչ ներս դնելու համար: Ես սխեման բաժանեցի չորս մասի և սկսեցի փորձարկել այն տախտակի վրա: Շուտով հայտնվեցին հիասթափության առաջին նշանները: Խառնաշփոթ էր: Շատ դարպասներ, շատ IC, լարեր: Այն ճիշտ չէր աշխատում, և ես մտածում էի երկու տարբերակի միջև. Դա շատ պարզ դարձնել ՝ պարզապես DC շարժիչների համար, կամ մի կողմ դնել և երբեմն ավարտել այն … Ես ընտրեցի երկրորդ տարբերակը:
Քայլ 1. DC և Stepper վերահսկման տեսություն
DC շարժիչ
DC շարժիչը կառավարելու ամենատարածված ձևը այսպես կոչված զարկերակային լայնության մոդուլյացիան է (PWM): PWM- ը կիրառվում է հատուկ անջատիչի վրա և միացնում և անջատում է շարժիչը: Նկարում կարող եք տեսնել անջատման նշված ժամանակահատվածը և դրա հարաբերակցությունը հաճախականության հետ, նշվում է նաև միացման ժամանակը: Աշխատանքային ցիկլը սահմանվում է որպես անջատման ժամանակը բաժանված ընդհանուր ժամանակահատվածի վրա: Եթե հաճախականությունը մշտական ենք պահում, աշխատանքային ցիկլը փոխելու միակ միջոցը ժամանակին փոխումն է: Բարձրացնելով աշխատանքային ցիկլը, շարժիչի վրա կիրառվող լարման միջին արժեքը նույնպես մեծանում է: Ավելի բարձր լարման պատճառով ավելի մեծ հոսանք է հոսում DC շարժիչով, իսկ ռոտորը ավելի արագ է պտտվում:
Բայց ինչ հաճախականություն ընտրել: Այս հարցին պատասխանելու համար եկեք ավելի սերտ նայենք, թե ինչ է իրականում dc շարժիչը: Հավասարապես, այն կարելի է բնութագրել որպես RL զտիչ (մի պահ անտեսելով ետ EMF- ն): Եթե շարժիչը լարվում է (RL զտիչ), ապա հոսանքը մեծանում է ժամանակային հաստատուն tau- ով, որը հավասար է L / R- ին: PWM կառավարման դեպքում, երբ անջատիչը փակ է, շարժիչը հոսող հոսանքը մեծանում է և նվազում է անջատիչի անջատման ընթացքում: Այս պահին հոսանքը նույն ուղղությունն ունի, ինչ նախկինում և հոսում է հետադարձ դիոդի միջով: Ավելի մեծ հզորություն ունեցող շարժիչներն ունեն ավելի բարձր ինդուկտիվություն և, հետևաբար, ավելի մեծ ժամանակի կայունություն, քան փոքր շարժիչները: Եթե փոքր շարժիչը սնուցելիս հաճախականությունը ցածր է, անջատման ժամանակ տեղի է ունենում հոսանքի արագ նվազում, որին հաջորդում է միացման ժամանակ մեծ աճ: Այս ընթացիկ ալիքը նաև առաջացնում է շարժիչի ոլորող մոմենտը: Մենք դա չենք ուզում: Հետևաբար, ավելի փոքր շարժիչներ սնուցելիս, PWM հաճախականությունը պետք է լինի ավելի բարձր: Այս գիտելիքները մենք կօգտագործենք դիզայնի մեջ հետագա քայլերում:
Stepper Motor
Եթե մենք ցանկանում ենք վերահսկել միաբևեռ սլաքային շարժիչը, որն օգտագործվում է հոբբիի էլեկտրոնիկայի մեջ, մենք ունենք կառավարման 3 հիմնական տարբերակ (ռեժիմ) `ալիքի շարժիչ (WD), Half Step (HS) և Full Step (FS): Անհատական ռեժիմների հաջորդականությունը և ռոտորի դիրքը նշված են նկարում (պարզության համար ես նշել եմ երկու զույգ բևեռ ունեցող շարժիչ): Այս դեպքում, Wave Drive- ը և Full Step- ը առաջացնում են ռոտորի պտտումը 90 աստիճանով և դրան կարելի է հասնել 4 վիճակ կրկնելով: Half Step ռեժիմում մեզ պետք է 8 վիճակի հաջորդականություն:
Եթե ռեժիմի ընտրությունը կախված է համակարգի պահանջներից. Այն ծրագրերում, որտեղ մենք ցանկանում ենք հասնել ամենաբարձր անկյունային բանաձևին և ամենասահուն շարժմանը, Half Drive ռեժիմը իդեալական ընտրություն է: Այս ռեժիմում ոլորող մոմենտը մոտ 30% -ով ցածր է, քան Full Drive ռեժիմում:
Քայլ 2: Շղթայի դիագրամ
Այս պարզ մեմը տեղին է նկարագրում իմ մտածողության ընթացքը դիզայնի ընթացքում:
Դիագրամի վերին հատվածը նկարագրում է սնուցման աղբյուրը `12 վոլտ ադապտեր, որը գծային կարգավորիչով իջեցվում է մինչև 5 վոլտ: Ես ուզում էի, որ կարողանայի ընտրել շարժիչի առավելագույն փորձարկման լարումը (MMTV) `կամ 12 կամ 5 վոլտ: Ներկառուցված ամպաչափը շրջանցելու է կառավարման սխեմաները և չափելու է միայն շարժիչի հոսանքը: Նաև հարմար կլինի, որ կարողանանք անցնել ներքին և արտաքին ընթացիկ չափումների միջև ՝ օգտագործելով բազմիմետր:
Տատանողը գործելու է երկու ռեժիմով ՝ առաջինը ՝ մշտական հաճախականություն և փոփոխական աշխատանքային ցիկլ, իսկ երկրորդը ՝ փոփոխական հաճախականություն: Այս երկու պարամետրերն էլ հնարավոր կլինի կարգավորել պոտենցիոմետրերի միջոցով, իսկ մեկ պտտվող անջատիչը կլինի ռեժիմների և միջակայքերի փոխարկումը: Համակարգը կներառի նաև անցում ներքին և արտաքին ժամացույցի միջև ՝ 3.5 մմ միակցիչի միջոցով: Ներքին ժամացույցը նույնպես միացված կլինի վահանակին 3,5 մմ խցիկի միջոցով: Մեկ անջատիչ և մեկ կոճակ ՝ ժամացույցը միացնելու/անջատելու համար: DC շարժիչի վարորդը կլինի մեկ քառանկյուն N-channel mosfet վարորդ: Ուղղությունը կփոխվի ՝ օգտագործելով մեխանիկական dpdt անջատիչը: Շարժիչի լարերը միացված կլինեն բանանի խցիկների միջոցով:
Կտրուկ շարժիչի հաջորդականությունը վերահսկվելու է arduino- ի միջոցով, որը նաև կճանաչի ընկղման անջատիչով սահմանված կառավարման 3 ռեժիմ: Ստեփեր շարժիչի վարորդը կլինի uln2003: Arduino- ն նաև կվերահսկի 4 լուսադիոդային լուսադիոդներ, որոնք կներկայացնեն շարժիչային ոլորունների շարժունակությունն այս ռեժիմներում: Ստեփեր շարժիչը փորձարկիչին միացված կլինի ZIF վարդակից:
Քայլ 3: Սխեմաներ
Սխեմաները բաժանված են հինգ մասի: Կապույտ արկղերով շրջանակված սխեմաները ներկայացնում են այն բաղադրիչները, որոնք կլինեն վահանակի վրա:
- Էներգամատակարարում
- Տատանում
- DC վարորդ
- Arduino Stepper վարորդ
- Տրամաբանական Gates Stepper Driver
Թերթ թիվ 5 -ն է պատճառը, որ ես այս նախագիծը ստեցի: Այս սխեմաները հաջորդականություններ են ստեղծում նախկինում նշված կառավարման ռեժիմների համար `WD, HS և FS: Այս հատվածը փոխարինվում է arduino- ով ամբողջությամբ nr թերթում: 4. Կից ներկայացված են նաև Արծիվի ամբողջական սխեմաները:
Քայլ 4: Անհրաժեշտ բաղադրիչներ և գործիքներ
Անհրաժեշտ բաղադրիչներ և գործիքներ.
- Բազմաչափ
- Կալիպեր
- Ստվարաթղթե կտրիչ
- Մարկեր
- Պինցետ
- Նուրբ տափակաբերան աքցան
- Կտրող տափակաբերան աքցան
- Մետաղալար տափակաբերան աքցան
- Sոդման երկաթ
- Sոդող
- Գաղութատիրություն
- Լարեր (24 ագ)
- 4x spdt անջատիչ
- 2x dpdt անջատիչ
- 4 անգամ բանանի բաճկոն
- Կտտացրեք կոճակը
- ZIF վարդակից
- 2x 3.5 մմ խցիկ
- DC միակցիչ
- Արդուինո նանո
- 3 բևեռ DIP անջատիչ
- 2x 3 մմ LED
- 5x5 մմ LED
- Երկագույն LED
- Պոտենցիոմետրի բռնակներ
- DIP վարդակներ
- Ունիվերսալ PCB
- Dupont միակցիչներ
- Պլաստիկ մալուխային կապեր
Եվ
- Պոտենցիոմետրեր
- Ռեզիստորներ
- Կոնդենսատորներ
ձեր ընտրած արժեքներով, որոնք համապատասխանում են LED- ների հաճախականությունների տիրույթին և պայծառությանը:
Քայլ 5. Առջևի վահանակի ձևավորում
Փորձարկիչը տեղադրված էր հին փայտե թեյի տուփի մեջ: Սկզբում չափեցի ներքին չափերը, այնուհետև կտրեցի ստվարաթղթից ուղղանկյուն, որը ծառայեց որպես բաղադրիչների տեղադրման ձևանմուշ: Երբ ես գոհ էի մասերի տեղադրումից, ես նորից չափեցի յուրաքանչյուր դիրք և ստեղծեցի վահանակի ձևավորում Fusion360- ում: Ես վահանակը բաժանեցի 3 փոքր մասերի ՝ 3D տպագրության պարզության համար: Ես նաև նախագծեցի L- ձևի բռնակ `վահանակները տուփի ներքին կողմերին ամրացնելու համար:
Քայլ 6: 3D տպագրություն և լակի ներկում
Վահանակները տպվել են Ender-3 տպիչով ՝ տանը մնացած նյութերից: Դա թափանցիկ վարդագույն փեթգ էր: Տպագրելուց հետո ես վահանակներին և ամրակներին ցողեցի սև ակրիլային ներկով: Ամբողջական ծածկույթի համար ես կիրառեցի 3 շերտ, դրանք դրեցի մի քանի ժամ դրսում, որպեսզի չորանան և օդափոխվեն մոտ կես օր: Beգույշ եղեք, ներկի գոլորշիները կարող են վնասակար լինել: Միշտ օգտագործեք դրանք միայն օդափոխվող սենյակում:
Քայլ 7: Վահանակի լարերի միացում
Անձամբ իմ ամենասիրած, բայց ամենաարդյունավետ հատվածը (նախապես ներողություն եմ խնդրում նեղացող խողովակները չօգտագործելու համար, ժամանակի ճգնաժամի մեջ էի - հակառակ դեպքում անպայման կօգտագործեի դրանք):
Կարգավորվող փակագծերը շատ են օգնում վահանակների տեղադրման և մշակման ժամանակ: Հնարավոր է նաև օգտագործել այսպես կոչված երրորդ ձեռքը, բայց ես նախընտրում եմ կրողը: Ես դրա բռնակները ծածկել եմ տեքստիլ կտորով, որպեսզի վահանակը աշխատանքի ընթացքում չկրկնվի:
Ես տեղադրեցի և պտուտակեցի վահանակի բոլոր անջատիչները և պոտենցիոմետրերը, LED- ները և այլ միակցիչները: Հետագայում ես գնահատեցի լարերի երկարությունը, որոնք միացնելու են վահանակի բաղադրամասերը, ինչպես նաև դրանք, որոնք կօգտագործվեն pcb- ին միանալու համար: Սրանք հակված են մի փոքր ավելի երկար լինել, և լավ է դրանք մի փոքր երկարացնել:
Ես գրեթե միշտ օգտագործում եմ հեղուկ զոդման հոսք միակցիչների միացման ժամանակ: Ես փոքր քանակությամբ քսում եմ քորոցին, այնուհետև թիթեղին և միացնում այն մետաղալարին: Flux- ը մակերեսներից հեռացնում է ցանկացած օքսիդացված մետաղ, ինչը շատ ավելի հեշտ է դարձնում հոդի զոդումը:
Քայլ 8: Վահանակ-տախտակի միակցիչներ
Վահանակը pcb- ին միացնելու համար ես օգտագործել եմ dupont տիպի միակցիչներ: Դրանք լայնորեն մատչելի են, էժան և, ամենակարևորը, այնքան փոքր, որ հարմարավետ տեղավորվեն ընտրված տուփի մեջ: Մալուխները դասավորված են ըստ սխեմայի, զույգերով, եռյակներով կամ քառյակներով: Դրանք գունավոր կոդավորված են `հեշտությամբ նույնականացնելու և հեշտ միացնելու համար: Միեւնույն ժամանակ, ապագայի համար գործնական է չկորչել լարերի միատեսակ խճճվածքի մեջ: Ի վերջո, դրանք մեխանիկորեն ամրացված են պլաստիկ մալուխային կապերով:
Քայլ 9: PCB
Քանի որ դիագրամի այն հատվածը, որը գտնվում է վահանակից դուրս, ընդարձակ չէ, ես որոշեցի միացում կազմել ունիվերսալ համակարգչի վրա: Ես օգտագործեցի սովորական 9x15 սմ չափի հատ: Ես մուտքային կոնդենսատորները տեղադրեցի գծային կարգավորիչի և ջերմատաքսի հետ միասին ձախ կողմում: Հետագայում ես տեղադրեցի վարդակներ IC 555, 4017 հաշվիչի և ULN2003 վարորդի համար: 4017 հաշվիչի վարդակից դատարկ կմնա, քանի որ նրա գործառույթը ստանձնում է arduino- ն: Ստորին հատվածում կա վարորդ N-mosfet F630- ի համար:
Քայլ 10: Arduino
Համակարգի կապը arduino- ի հետ փաստաթղթավորված է սխեմատիկ թերթ nr- ում: 4. օգտագործվել է քորոցների հետևյալ դասավորությունը.
- 3 թվային մուտք DIP անջատիչի համար `D2, D3, D12
- 4 թվային ելք LED ցուցիչների համար `D4, D5, D6, D7
- 4 թվային ելք stepper վարորդի համար `D8, D9, D10, D11
- Պոտենցիոմետրի համար մեկ անալոգային մուտք - A0
LED ցուցիչները, որոնք ներկայացնում են շարժիչի առանձին ոլորուն, դանդաղ են լուսավորվում, քան ոլորուններն իրականում սնուցվում են: Եթե LED- ների առկայծման արագությունը համապատասխանի շարժիչի ոլորուններին, մենք դա կտեսնենք որպես դրանց բոլորի շարունակական լուսավորություն: Ես ուզում էի հասնել հստակ պարզ ներկայացուցչության և առանձին ռեժիմների միջև տարբերությունների: Հետևաբար, LED ցուցիչներն ինքնուրույն վերահսկվում են 400 ms ընդմիջումներով:
Տափաստանային շարժիչը կառավարելու գործառույթները ստեղծվել են հեղինակ Կոռնելիուսի կողմից իր բլոգում:
Քայլ 11: Հավաքում և փորձարկում
Ի վերջո, ես բոլոր վահանակները միացրեցի pcb- ին և սկսեցի փորձարկիչը ստուգել: Ես չափել եմ տատանումն ու դրա միջակայքերը օսլիլոսկոպով, ինչպես նաև հաճախականության և աշխատանքային ցիկլի հսկողություն: Ես ոչ մի մեծ խնդիր չունեի, միակ փոփոխությունը, որը ես արեցի, մուտքային էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներին զուգահեռ կերամիկական կոնդենսատորների ավելացումն էր: Ավելացված կոնդենսատորը ապահովում է համակարգում ներդրված բարձր հաճախականության միջամտության թուլացում ՝ DC ադապտերային մալուխի մակաբույծ տարրերով: Փորձարկողի բոլոր գործառույթներն աշխատում են ըստ պահանջի:
Քայլ 12: Outro
Այժմ ես վերջապես կարող եմ պարզապես փորձարկել այն բոլոր շարժիչները, որոնք ինձ հաջողվել է փրկել տարիների ընթացքում:
Եթե ձեզ հետաքրքրում է տեսությունը, սխեման կամ փորձարկողի վերաբերյալ որևէ բան, մի հապաղեք կապնվել ինձ հետ:
Շնորհակալություն կարդալու և ձեր ժամանակի համար: Մնացեք առողջ և ապահով:
Խորհուրդ ենք տալիս:
Stepper Motor վերահսկվող Stepper Motor առանց միկրոկոնտրոլերի: 6 քայլ
Stepper Motor Controlled Stepper Motor առանց Microcontroller. Այս նախագիծը չի պահանջում բարդ միացում կամ միկրոկոնտրոլեր: Այսպիսով, առանց ավելորդ քայլի, եկեք սկսենք:
Stepper Motor Controlled Stepper Motor Without Microcontroller (V2). 9 քայլ (նկարներով)
Stepper Motor Controlled Stepper Motor Without Microcontroller (V2). Իմ նախորդ հրահանգներից մեկում ես ձեզ ցույց տվեցի, թե ինչպես կարելի է կառավարել հետընթաց շարժիչը `օգտագործելով միկրոկոնտրոլերի շարժիչ: Դա արագ և զվարճալի նախագիծ էր, բայց այն ունեցավ երկու խնդիր, որոնք կլուծվեն այս Ուղեցույցում: Այսպիսով, խելամտորեն
Օգտագործեք Stepper Motor որպես պտտվող կոդավորիչ. 9 քայլ (նկարներով)
Օգտագործեք Stepper Motor- ը որպես պտտվող կոդավորիչ. Պտտվող կոդավորիչները հիանալի են միկրոկոնտրոլերների նախագծերում որպես մուտքային սարք օգտագործելու համար, սակայն դրանց կատարումը այնքան էլ հարթ և գոհացուցիչ չէ: Բացի այդ, շուրջս ունենալով շատ պահեստային տիպի շարժիչներ, որոշեցի նրանց նպատակ տալ: Այսպիսով, եթե ունեք ինչ -որ քայլ
Կրկին օգտագործեք Old Laptop- ի Touchpad- ը ՝ Stepper Motor- ը կառավարելու համար. 11 քայլ (նկարներով)
Կրկին օգտագործեք Old Laptop- ի Touchpad- ը ՝ Stepper Motor- ը կառավարելու համար. Ես այս նախագիծը պատրաստել եմ մի քանի ամիս առաջ: Մի քանի օր առաջ նախագծի տեսանյութը տեղադրեցի r/Arduino- ում Reddit- ում: Տեսնելով, որ մարդիկ հետաքրքրվում են նախագծով, ես որոշեցի դարձնել այս Instructable- ը, որտեղ որոշ փոփոխություններ եմ կատարել Arduino ծածկագրում և
Stepper Motor Controled Model լոկոմոտիվ - Stepper Motor As a Rotary Encoder: 11 Քայլ (նկարներով)
Stepper Motor Controled Model լոկոմոտիվ | Stepper Motor As a Rotary Encoder. Նախորդ հրահանգներից մեկում մենք սովորեցինք, թե ինչպես օգտագործել stepper շարժիչը որպես պտտվող կոդավորիչ: Այս նախագծում մենք այժմ կօգտագործենք այդ պտտվող շարժիչով պտտվող կոդավորիչը `Arduino միկրոկոնտրոլերի միջոցով մոդելի լոկոմոտիվը կառավարելու համար: Այսպիսով, առանց ֆու