Een stappenmotor besturen met een Arduino

Deze tutorial laat je zien hoe je een stappenmotor bedient die is geborgen uit een oude printer met een Arduino.

Stap 1: Wat is een stappenmotor?

Een stappenmotor bestaat uit twee hoofdonderdelen, een rotor en een stator. De rotor is het deel van de motor dat daadwerkelijk draait en werk levert. De stator is het stationaire deel van de motor waarin de rotor is ondergebracht. Bij een stappenmotor is de rotor een permanente magneet. De stator bestaat uit meerdere spoelen die fungeren als elektromagneten wanneer er een elektrische stroom doorheen gaat. De elektromagnetische spoel zorgt ervoor dat de rotor ermee wordt uitgelijnd wanneer deze is opgeladen. De rotor wordt aangedreven door afwisselend welke spoel een stroom doorlaat.

Stappenmotoren hebben een aantal voordelen. Ze zijn goedkoop en makkelijk te gebruiken. Als er geen stroom naar de motor wordt gestuurd, houden de steppers hun positie stevig vast. Stappenmotoren kunnen ook onbeperkt roteren en van richting veranderen op basis van de geleverde polariteit.

Stap 2: Onderdelenlijst

Benodigde onderdelen

  • Stappenmotor (deze motor is geborgen uit een oude printer)
  • Arduino
  • Geïsoleerde koperdraad
  • Draadscharen / strippers
  • Huidige regulator
    • Transistor
    • H-Bridge (wat wordt gebruikt in deze tutorial)
    • Motorschild

Optionele onderdelen

  • Soldeerbout
  • Soldeer
  • Soldeerventilator
  • 3e handgereedschap
  • Veiligheidsbril

Stap 3: Bevestig de draden

De meeste stappenmotoren hebben vier draden, dus u moet vier stukken koperdraad doorknippen (merk op dat de kleur niet overeenkomt met iets specifieks. Verschillende kleuren werden alleen gebruikt om het gemakkelijker te kunnen zien). Deze kabels worden gebruikt om te bepalen welke spoel momenteel actief is in de motor. Deze motor is geborgen uit een oude printer, dus het solderen van de draden was de gemakkelijkste optie voor dit project. Hoe dan ook, je kunt veilig een verbinding maken (soldeer, plug, clips).

Stap 4: Arduino Sketch

Arduino heeft al een ingebouwde bibliotheek voor stappenmotoren. Ga gewoon naar Bestand> Voorbeelden> Stepper> stepper_oneRevolution. Vervolgens wilt u de variabele stepsPerRevolution aanpassen aan uw specifieke motor. Na het opzoeken van het motoronderdeelnummer op internet, werd deze specifieke motor ontworpen voor 48 stappen om een ​​revolutie te voltooien. Wat de Stepper-bibliotheek eigenlijk doet, is gewoon HOOG en LAAG signalen afwisselen met elke spoel zoals weergegeven in de GIF.

Stap 5: Wat is een H-bridge?

Een H-Bridge is een circuit bestaande uit 4 schakelaars die veilig een gelijkstroommotor of stappenmotor kunnen aandrijven. Deze schakelaars kunnen relais of (meestal) transistors zijn. De transistor is een halfgeleiderschakelaar die kan worden gesloten door een kleine stroom (signaal) naar een van de pinnen te sturen. In tegenstelling tot een enkele transistor waarmee u alleen de snelheid van een motor kunt regelen, kunt u met H-bruggen ook de richting waarin de motor draait regelen. Het doet dit door verschillende schakelaars (de transistors) te openen om de stroom in verschillende richtingen te laten stromen en zo de polariteit op de motor te veranderen. WAARSCHUWING: Schakelaars 1 en 2 of 3 en 4 mogen nooit samen worden gesloten. Dit veroorzaakt kortsluiting en mogelijke schade aan het apparaat.

H-Bridges kunnen helpen voorkomen dat uw Arduino wordt gefrituurd door de motoren die u gebruikt. Motoren zijn inductoren, wat betekent dat ze elektrische energie opslaan in magneetvelden. Wanneer er geen stroom meer naar de motoren wordt gestuurd, wordt de magnetische energie weer omgezet in elektrische energie en kunnen componenten worden beschadigd. De H-Bridge helpt je Arduino beter te isoleren. Je mag een motor nooit rechtstreeks op een Arduino aansluiten.

Hoewel H-Bridges redelijk eenvoudig kunnen worden gebouwd, kiezen velen er vanwege hun gemak voor om een ​​H-Bridge (zoals een L293NE / SN754410-chip) te kopen. Dit is de chip die we in deze tutorial gaan gebruiken. De fysieke pincodes en hun doel worden hieronder vermeld.

  • Pin 1 (1, 2EN) ---> Motor 1 inschakelen / uitschakelen (HIGH / LOW)
  • Pin 2 (1A) ---> Motor 1 Logische pin 1
  • Pin 3 (1Y) ---> Motor 1 Terminal 1
  • Pin 4 ---> Aarding
  • Pin 5 ---> Aarding
  • Pin 6 (2Y) ---> Motor 1 Terminal 2
  • Pin 7 (2A) ---> Motor 1 Logische pin 2
  • Pin 8 (VCC2) ---> Voeding voor motoren
  • Pin 9 ---> Motor 2 inschakelen / uitschakelen (HOOG / LAAG)
  • Pin 10 ---> Motor 2 Logische pin 1
  • Pin 11 ---> Motor 2 Terminal 1
  • Pin 12 ---> Aarding
  • Pin 13 ---> Aarding
  • Pin 14 ---> Motor 2 Terminal 2
  • Pin 15 ---> Motor 2 Logische pin 2
  • Pin 16 (VCC1) ---> Voeding voor H Bridge (5V)

Stap 6: sluit de draden aan

Voor een stappenmotor moeten de 4 aansluitpennen op de H-Bridge worden aangesloten op de 4 draden van de motor. De 4 logische pinnen maken vervolgens verbinding met de Arduino (8, 9, 10 en 11 in deze tutorial). Zoals weergegeven in het Fritzing-diagram, kan een externe voedingsbron worden aangesloten om de motoren van stroom te voorzien. De chip kan overweg met een externe voedingsbron van 4, 5V tot 36V (ik heb net een 9V-batterij gekozen omdat ik nog niet bekend ben met Fritzing).

Stap 7: Upload code en test

Upload uw code naar uw Arduino. Als je je code uitvoert en alles werkt zoals verwacht, dan is dat geweldig! Als de draden in de verkeerde pinnen worden gestoken, trilt de motor gewoon in plaats van volledig te draaien. Speel naar eigen inzicht met de snelheid en richting van de motor.

Je zou nu een werkende stappenmotor moeten hebben met je Arduino. Wat je er vervolgens mee doet, is aan jou.

Stap 8: Referneces & Thanks

Klik hier voor het volledige datablad van de H-Bridge.

Toen ik dit voor het eerst plaatste, dacht ik niet dat het de aandacht zou krijgen dat het deed. Om die reden heb ik zojuist een korte instructable gemaakt die ik van plan was te bewerken zodra al mijn onderdelen waren aangekomen. Ik wilde niet zoveel zorgen maken over mijn eerdere, slordige methoden. Bedankt voor al uw opmerkingen en ik heb mijn instructable bijgewerkt om de meer geschikte methode voor het aansluiten van stappenmotoren weer te geven.

Verwante Artikelen