Dụng cụ kiểm tra động cơ bước: 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Tôi có rất ít hoặc không có kinh nghiệm lái động cơ bước, vì vậy trước khi thiết kế, in, lắp ráp và lập trình Đồng hồ tương tự tự động sửa lỗi 'Antique' (https://www.instructables.com/id/Antique-Auto-Correcting-Analog-Clock/) bằng cách sử dụng động cơ bước, tôi quyết định thiết kế và thử nghiệm phần mềm bằng cách sử dụng một vật cố định thử nghiệm đơn giản hơn nhiều. Nếu bạn, cũng như tôi, có ít hoặc không có kinh nghiệm về động cơ bước, thì hy vọng bài viết có thể hướng dẫn ngắn gọn với mã nguồn này sẽ giúp ích cho bạn.

Vật cố định thử nghiệm yêu cầu các thành phần sau:

• Một bảng tạo mẫu.
• Một Adafruit Feather ESP32 với tiêu đề nữ.
• Bảng điều khiển bước dựa trên ULN2003.
• Một động cơ bước 28BYJ-48 5vdc.
• Một số dây nhảy từ nam đến nữ.
• Một pin Lithium Adafruit 3.7vdc.
• Một tay chỉ báo in 3D.

Bộ điều khiển bước, động cơ bước và dây nhảy mà tôi đã sử dụng được bao gồm trong một gói 5 chiếc mà tôi đã mua dưới dạng bộ trực tuyến (tìm kiếm "TIMESETL 5 chiếc DC 5V Động cơ bước 28BYJ-48 + 5 chiếc Bảng điều khiển ULN2003 + 40 chiếc Cáp dây Jumper Nam Nữ ").

Pin là tùy chọn. Lưu ý rằng đầu ra pin 3,7vdc, nhưng bảng điều khiển bước và bước là 5vdc. Bộ cố định thử nghiệm sẽ chỉ hoạt động trên nguồn pin, ngay cả ở điện áp thấp hơn.

Tôi đã bao gồm một video hiển thị các bước cần thiết để tải phần mềm xuống ESP32, nối dây ESP32 vào bộ điều khiển động cơ bước và cắm vào động cơ bước và pin.

Bước 1: Đấu dây

Tôi đã sử dụng dây jumper nam / nữ có trong bộ để đấu dây cho bộ cố định thử nghiệm. Cần có sáu dây và được chèn như sau:

1. ESP32 chân 14 (đực) đến chân bảng bước IN4 (cái).
2. ESP32 chân 32 (đực) đến chân bảng bước IN3 (cái).
3. ESP32 chân 15 (đực) đến chân bảng bước IN2 (cái).
4. ESP32 chân 33 (đực) đến chân bảng bước IN1 (cái).
5. Chân ESP32 "GND" (đực) vào chân bảng bước "-" (cái).
6. Chân ESP32 "USB" (đực) cho hoạt động USB HOẶC "BAT" (đực) cho hoạt động pin, đến chân bảng bước "+" (cái).

Sau khi các dây được lắp vào và kiểm tra kỹ, hãy cắm cáp động cơ bước vào đầu nối bảng điều khiển động cơ bước. Đầu nối có khóa và sẽ chỉ phù hợp với một chiều.

Cuối cùng, nếu sử dụng pin, hãy cắm nó vào đầu nối pin ESP32.

Bước 2: Chỉ báo

Đối với một chỉ báo trên động cơ bước, tôi đã thiết kế và in 3D một tay chỉ báo "Hand.stl". Tôi in kim chỉ thị ở chiều cao lớp.15mm, điền 20% mà không có giá đỡ, sau đó ấn nó vào trục động cơ bước.

Để thay thế, băng dính, bìa cứng hoặc vật liệu khác có thể được sử dụng làm vật chỉ thị.

Bước 3: Phần mềm

Tôi đã viết phần mềm kiểm tra bước trong môi trường Arduino 1.8.5. Nếu bạn chưa làm như vậy, hãy tải xuống môi trường Arduino và các trình điều khiển USB cần thiết vào máy tính của bạn và cài đặt chúng. Ngoài ra, hãy truy cập trang web Adafruit để biết thêm bất kỳ phần mềm nào liên quan đến Adafruit ESP32. Tôi thấy liên kết này rất hữu ích: Adafruit ESP32 và Môi trường Arduino.

Với cáp USB được kết nối giữa máy tính của bạn và ESP32 và "Stepper.ino" được tải vào môi trường Arduino, hãy tải "Stepper.ino" xuống ESP32.

Sau khi tải xuống, bước sẽ bước 6 độ một lần mỗi giây.

Tôi đã viết phần mềm thử nghiệm này vì hai lý do; đầu tiên, để học cách lái động cơ bước và thứ hai, chuyển đổi 4096 bước trên mỗi vòng quay của động cơ bước thành 60 "tích tắc" 6 độ một giây cho đồng hồ.

Chức năng "Step (nDirection)" điều khiển động cơ bước. Hàm này duy trì một biến số nguyên cục bộ (tĩnh) "nPhase", được tăng hoặc giảm một (mỗi khi hàm được gọi), theo dấu của đối số hàm nDirection. Biến này được giới hạn trong phạm vi từ 0 đến 7, khi được sử dụng cùng với công tắc vỏ, sẽ dẫn động các pha động cơ phù hợp với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất cho từng bước.

Hàm "Update ()" xác định thời điểm và bao nhiêu bước cần thực hiện cho mỗi dấu tích để tạo khoảng cách đều 60 dấu tích trên mỗi góc quay 360 độ. Chức năng này bước động cơ bước 68 hoặc 69 bước cho mỗi lần đánh dấu. Ví dụ: nếu hàm chỉ sử dụng 68 bước mỗi lần đánh dấu, thì (68 bước * 60 lần đánh dấu) = 4080 bước sẽ không đủ bước để hoàn thành việc xoay 360 độ (hãy nhớ bước yêu cầu 4096 bước để quay 360 độ). Và nếu hàm sử dụng 69 bước cho mỗi lần đánh dấu, thì (69 bước * 60 lần đánh dấu) = 4140 sẽ là quá nhiều bước. Thuật toán đơn giản mà tôi đã viết phân phối đồng đều 68 và 69 tích tắc trong suốt quá trình quay 360 độ và có thể xác định hướng quay nào nhanh nhất đến số giây mong muốn (được sử dụng trong đồng hồ).

Và đó là cách tôi thiết kế và thử nghiệm phần mềm cho Đồng hồ tương tự tự động sửa lỗi 'Antique'.

Nếu bạn có bất kỳ đề xuất và / hoặc câu hỏi nào, vui lòng bình luận và tôi sẽ cố gắng giải đáp hết sức mình.