Raspberry Pi, Python và Trình điều khiển động cơ bước TB6600: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Có thể hướng dẫn này theo các bước tôi đã thực hiện để kết nối Raspberry Pi 3b với Bộ điều khiển động cơ bước TB6600, Nguồn điện 24 VDC và động cơ bước 6 dây.

Tôi có lẽ cũng giống như nhiều bạn và tình cờ có một "túi lấy" các bộ phận còn sót lại từ nhiều dự án cũ.. Trong bộ sưu tập của mình, tôi có một động cơ bước 6 dây, và quyết định rằng đã đến lúc tìm hiểu một chút thêm về cách tôi có thể giao diện này với Raspberry Pi kiểu 3B.

Như một chút tuyên bố từ chối trách nhiệm, tôi không phát minh ra bánh xe ở đây, tôi chỉ đơn giản là tập hợp một loạt thông tin có sẵn trên Web, thêm phần nghiêng nhỏ của tôi vào đó và cố gắng làm cho nó hoạt động.

Mục đích ở đây thực sự chỉ là kết hợp một số thứ lại với nhau (với chi phí tối thiểu), viết một số mã Python cho Raspberry Pi của tôi và làm cho động cơ quay. Đây chính xác là những gì tôi đã đạt được.

Vậy hãy bắt đầu…

Bước 1: Raspberry Pi

Đối với Raspberry Pi, tôi đã sử dụng ba chân GPIO tiêu chuẩn nên điều này sẽ hoạt động (tôi chưa thử nghiệm) với bất kỳ bảng Pi, hoặc bảng Orange, bảng Tinker hoặc bản sao nào có sẵn trên mạng. Bạn có thể (và nên) lược qua mã Python được nhận xét quá nhiều của tôi và chọn các chân GPIO khác nhau nếu bạn đang sử dụng một bộ xử lý khác hoặc chỉ muốn thay đổi mọi thứ xung quanh một chút.

Xin lưu ý rằng tôi đang kết nối trực tiếp với các chân GPIO trên RPi, vì vậy tôi đang giới hạn điện áp mà các chân GPIO nhìn thấy ở mức 3,3 vôn.

Bước 2: Bộ điều khiển / điều khiển động cơ bước TB6600

Như tôi đã lưu ý trước đây, tôi đã chọn sử dụng Trình điều khiển / Bộ điều khiển động cơ bước TB6600.

Bộ điều khiển này là:

• Có sẵn (tìm kiếm eBay, Amazon, Ali Express hoặc nhiều trang khác).
• Rất có thể cấu hình với các công tắc truy cập dễ dàng.
• Các chi tiết cấu hình và dây dẫn được in lụa trên vỏ máy.
• Dải điện áp đầu vào 9 VDC đến 40 VDC
• Có khả năng lên đến 4 amp đầu ra ổ động cơ.
• Có quạt tản nhiệt bên trong và tản nhiệt khá.
• Được trang bị 3 đầu nối có thể tháo rời.
• Có một dấu chân nhỏ,
• Dễ dàng gắn kết.

Nhưng chi phí thấp để mua thực sự là những gì đã đóng dấu giao dịch này.

Bước 3: Động cơ bước…

Động cơ bước mà tôi đã sử dụng có chút gì đó không rõ ràng.. Tôi đã sử dụng nó trong nhiều năm và không nhớ lại lịch sử về cách tôi có được nó hay cách sử dụng trước đây của nó.

Trong Tài liệu hướng dẫn này, tôi sẽ không trình bày chi tiết cách tìm ra các khả năng của nó - Tôi không sử dụng nó trong thực tế (ngoài thử nghiệm) nên tôi sẽ bỏ qua.

Tôi đã sử dụng một động cơ bước khá chung chung. Tôi đã dành một chút thời gian trên YouTube và ở đây trên Bảng hướng dẫn để thử và giải mã các dây đến từ nó.

Động cơ của tôi thực sự có 6 dây trên đó… Trong ứng dụng này, tôi đã để hai dây "Trung tâm Tap" được cách điện và không kết nối.

Nếu bạn có một loại động cơ bước "chung chung" tương tự, tôi chắc chắn rằng với Ohm Meter và một chút thời gian, bạn cũng có thể tìm ra cách đấu dây và làm cho nó hoạt động theo cách này. Có rất nhiều video trên YouTube sẽ hướng dẫn bạn dễ dàng phân loại động cơ của riêng mình.

Bước 4: Nguồn và Nguồn cung cấp

Cần thận trọng ở đây…

Tùy thuộc vào công trình của bạn, bạn có thể cần kết nối với Điện áp đường dây (điện gia đình). Đảm bảo sử dụng tất cả các biện pháp phòng ngừa an toàn thích hợp:

• KHÔNG cố kết nối điện với nguồn điện sống.
• NÊN sử dụng cầu chì và bộ ngắt mạch có kích thước thích hợp
• NÊN sử dụng công tắc nguồn để cấp nguồn cho PSU của bạn (điều này sẽ giúp bạn dễ dàng cách ly nguồn điện khỏi điện áp đường dây trực tiếp).
• NÊN kết thúc đúng cách tất cả các dây và tạo kết nối chắc chắn. Không sử dụng kẹp, hoặc dây bị sờn, hoặc đầu nối không vừa vặn.
• KHÔNG sử dụng Băng thợ điện làm chất cách điện

Tôi đã sử dụng nguồn điện 24 VDC (5 Amp) để cấp nguồn cho Bộ điều khiển trình điều khiển động cơ bước. Tôi cũng đã sử dụng đầu ra của cùng một bộ nguồn này để điều khiển một DC sang DC Buck PSU nhằm tạo ra 3,3 volt để sử dụng làm nguồn cho các tín hiệu ENA, PUL và DIR (xem Sơ đồ nối dây)

KHÔNG cố gắng sử dụng RPi để giảm dòng điện từ nguồn 5.0 VDC.

Tôi KHÔNG khuyên bạn nên cố gắng cấp nguồn cho các mặt "+" của tín hiệu PUL, DIR và ENA với 3,3 VDC từ RPI.

Bước 5: Bảo vệ mạch…

Lưu ý rằng trong sơ đồ nối dây sau đây, tôi không đề cập đến cách kết nối nguồn điện với "Nguồn AC", hoặc liệt kê một bộ ngắt mạch cho nó. Nếu bạn có ý định xây dựng một hệ thống thử nghiệm tương tự như hệ thống này, bạn sẽ cần dành thời gian để chỉ định Bộ ngắt mạch và Cầu chì phù hợp với (các) nguồn điện mà bạn sẽ sử dụng. Hầu hết các bộ nguồn hiện đại đều có thông số kỹ thuật về điện áp và dòng điện được liệt kê trên đó. Những điều này cần phải được tuân thủ và lắp đặt các biện pháp bảo vệ mạch thích hợp.

Xin vui lòng… Đừng bỏ qua bước quan trọng này.

Bước 6: Sơ đồ đấu dây

Nguồn cung cấp

Đầu ra của nguồn điện 24 VDC được hợp nhất với cầu chì 5 Amp và sau đó được chuyển đến:

• TB6600 Stepper Motor Driver / Controller Chân "VCC" (dây ĐỎ trong sơ đồ).
• Nó cũng được chuyển đến đầu vào của "Bộ chuyển đổi DC sang DC" 3,3 VDC (lại là dây RED trong sơ đồ).

Đầu ra của "Bộ chuyển đổi DC sang DC" 3,3 VDC được chuyển đến các chân "2", "4" và "6" của Trình điều khiển / Bộ điều khiển động cơ bước TB6600 (dây BLUE trong sơ đồ).

LƯU Ý - bản thân bộ điều khiển đánh dấu các chân này là "5V". Nó sẽ hoạt động nếu 5V được cung cấp cho các chân đó, nhưng do xếp hạng điện áp của các chân GPIO trên RPI, tôi đã chọn giới hạn Điện áp ở 3,3 VDC.

LƯU Ý - Tôi KHÔNG khuyên bạn nên cố gắng cấp nguồn cho các mặt "+" của tín hiệu PUL, DIR và ENA với 3,3 VDC từ RPI.

Bản đồ GPIO

Bản đồ GPIO Dây GPIO 17 PUL PINK trong sơ đồ Dây GPIO27 DIR ORANGE trong sơ đồ GPIO22 Dây ENA GREEN trong sơ đồ

Bước 7: Hoạt động

Về cơ bản, phần cứng Raspberry Pi kiểm soát ba tín hiệu:

Bản đồ GPIO GPIO 17 PUL GPIO27 DIR GPIO22 ENA

GPIO22 - ENA - Bật hoặc tắt chức năng của Trình điều khiển / Bộ điều khiển Động cơ Bước.

Khi THẤP, bộ điều khiển bị TẮT. Điều này có nghĩa là nếu dòng này ở mức CAO hoặc KHÔNG được kết nối, thì TB6600 được BẬT và nếu tín hiệu thích hợp được áp dụng, động cơ sẽ quay.

GPIO27 - DIR - Đặt hướng quay của động cơ.

Khi CAO hoặc Không kết nối, động cơ sẽ quay theo một hướng. Trong chế độ này, nếu động cơ không quay theo hướng bạn muốn, bạn có thể hoán đổi hai dây động cơ A với nhau hoặc hai dây động cơ B với nhau. Thực hiện việc này trên các đầu nối màu xanh lá cây của TB6600.

Khi chân này ở mức THẤP, TB6600 sẽ chuyển các bóng bán dẫn bên trong và hướng động cơ sẽ thay đổi.

GPIO10 - PUL - Xung từ RPI cho biết Trình điều khiển / Bộ điều khiển động cơ bước TB6600 quay nhanh như thế nào.

Vui lòng tham khảo các hình ảnh đính kèm để biết cài đặt các vị trí chuyển đổi Bộ điều khiển / Bộ điều khiển Động cơ Bước mà tôi đã sử dụng.

Bước 8: Mã Python

Đính kèm là mã nhận xét quá mức của tôi.

Hãy thoải mái sử dụng và chỉnh sửa phần này theo ý muốn của bạn.. Tôi đã tìm thấy các phần của nó trên web và thêm nó cho mục đích thử nghiệm và đánh giá.

== == ==

Bước 9: Tóm tắt nội dung

Nó đã hoạt động.. có rất nhiều chỗ để cải thiện và mã có thể được làm sạch, nhưng OK.

Tôi đánh giá cao việc nghe các đề xuất suy nghĩ của bạn và bất kỳ thay đổi / cập nhật nào bạn thực hiện.

Cảm ơn.