Mô-đun dự án cuối cùng của trình điều khiển bước: 5 bước

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

Bởi Marquis Smith và Peter Moe-Lange

Bước 1: Giới thiệu

Trong dự án này, chúng tôi sử dụng trình điều khiển bước để điều khiển động cơ bước quay. Động cơ bước này có khả năng di chuyển ở những khoảng thời gian rất chính xác và ở các tốc độ khác nhau. Chúng tôi đã sử dụng bảng FPGA Basys 3 để gửi tín hiệu đến trình điều khiển bước và động cơ qua phương tiện bảng mạch.

Chức năng bổ sung được giới thiệu với các công tắc tương ứng với đầu vào trên trình điều khiển bước. Khi hoạt động bình thường, khoảng thời gian chuyển động của động cơ của chúng tôi sẽ dựa trên máy trạng thái được thực hiện bằng cách sử dụng mã HDL và đầu vào dây, từ chuyển động bước 1/1 đầy đủ đến chuyển động bước chính xác đến 1/16. Thiết lập lại của chúng tôi chỉ đơn giản là một "an toàn dự phòng"; đó là nếu bất kỳ điều gì không mong muốn xảy ra trong máy trạng thái, trình điều khiển sẽ mặc định động cơ ở cài đặt khoảng thời gian chuyển động cao nhất của nó.

Bước 2: Vật liệu

Dưới đây là các tài liệu bạn sẽ cần để thiết lập:

Trình điều khiển bước A4988

Động cơ bước Nema 17 (Chúng tôi đã sử dụng mô hình 4 dây, mô hình 6 dây sẽ yêu cầu nhiều đầu vào và mã hơn cho chức năng công suất / mô-men xoắn thay đổi)

Mọi breadboard tiêu chuẩn

Dây Jumper tiêu chuẩn

Nguồn điện thay đổi (Đối với dự án này, phạm vi công suất hơi cụ thể và nhạy cảm để có hiệu suất tối ưu)

Băng (hoặc cờ của một số loại để xem các bước của động cơ rõ ràng hơn)

Kẹp cá sấu (Để kết nối bo mạch với nguồn điện, mặc dù tất nhiên điều này có thể được thực hiện theo nhiều cách)

Bước 3: Sơ đồ, mã và thiết kế khối

Liên kết mã:

Mã này là một triển khai của một mô-đun PWM; một trong đó nhận đầu vào xung nhịp và nhiệm vụ kỹ thuật số và đầu ra chu kỳ "bật" và "tắt" mô phỏng các đầu vào tương tự. Sau đó, thành phần trình điều khiển bước của chúng tôi sẽ lấy đầu ra này làm đầu vào và sử dụng nó để điều khiển động cơ theo từng bước.

Tuyên bố từ chối trách nhiệm: Mặc dù ban đầu chúng tôi sử dụng mã VHDL đồng hồ đã cho và sửa đổi một chút để chạy trên bước của chúng tôi, nhưng nó không có đầy đủ chức năng mà chúng tôi cần để sử dụng các khoảng thời gian. Mã được tìm thấy trong phần "nguồn" của tệp hiển thị tổ chức và tác giả theo tên của Scott Larson; tuy nhiên, chúng tôi đã thêm vào máy trạng thái mà chúng tôi đã tạo ở cuối (trong cùng một tệp pwm) điều chỉnh chu kỳ bật và tắt đồng hồ.

Bước 4: Lắp ráp

1. Sử dụng 2 dây Jumper, kết nối hai đầu ra PMOD của bạn với breadboard. Chúng dành cho tín hiệu pwm_out và tín hiệu định hướng của bạn sẽ kết nối gián tiếp với trình điều khiển bước.

2. Sử dụng 3 dây Jumper và tốt nhất là các cột PMOD giống nhau để đơn giản, kết nối đầu ra "độ chính xác" của bạn với breadboard. Các dây này dùng để xác định trạng thái bước nào được kích hoạt bằng cách sử dụng lại các đầu vào trên trình điều khiển bước

3. Sử dụng đầu nối 4 cuộn dây, kết nối động cơ 4 dây với bảng mạch. Đảm bảo rằng đơn đặt hàng giống như được cung cấp trên thiết lập mẫu; điều này rất quan trọng nếu không bạn có thể làm nổ con chip.

4. Sử dụng đầu nối 4 uốn thứ hai, kết nối đầu nối thứ nhất với đầu nối thứ hai.

5. Giả sử bạn đang sử dụng nguồn điện đầu ra kép (2 mức điện áp / amp riêng biệt), hãy kết nối đầu ra VCC của bo mạch với breadboard như hình minh họa. LƯU Ý: Đảm bảo rằng nguồn được cung cấp cho bo mạch (và sau đó là trình điều khiển bước) trước động cơ trong bước tiếp theo, vì bạn có thể phá hủy bên trong chip với điện áp vượt quá.

6. Cuối cùng, sử dụng kẹp cá sấu hoặc một số dây khác, kết nối điện áp đầu ra thứ 2 với động cơ TRONG SERIES. Đảm bảo một lần nữa rằng điều này đang sử dụng đầu ra thích hợp trên trình điều khiển bước.

Bước 5: Kết luận

Và bạn đã có nó, một động cơ bước đang chạy thay đổi các bước của nó dựa trên đầu vào dây được cấp cho trình điều khiển bước. Do thời gian có hạn, chúng tôi không thể sử dụng Python để dịch mã G thành các chu kỳ đồng hồ mà sau đó có thể được sử dụng trong mối nối với nhiều động cơ để tạo mô-đun nhiều trục. Chúng tôi cũng không thể có được chế độ bước 1/16 cuối cùng (chính xác nhất) thành công để chạy một cách nhất quán. Điều này có thể do máy trạng thái của chúng tôi bị bắt hoặc tự động đặt lại trước khi thực hiện giai đoạn này, ngay cả khi đầu vào chuyển đổi của chúng tôi là đúng.

Đây là liên kết video cuối cùng:

drive.google.com/open?id=1jEnI3bdv_hVR-2FiZinzCbqi8-BS3Pwe