โมดูลโครงการสุดท้ายของไดรเวอร์ Stepper: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

โดย Marquis Smith และ Peter Moe-Lange

ขั้นตอนที่ 1: บทนำ

ในโครงการนี้ เราใช้ไดรเวอร์สเต็ปเปอร์เพื่อควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์ให้หมุน สเต็ปเปอร์มอเตอร์นี้สามารถเคลื่อนที่ในช่วงเวลาที่แม่นยำมากและด้วยความเร็วที่ต่างกัน เราใช้บอร์ด Basys 3 FPGA เพื่อส่งสัญญาณไปยังไดรเวอร์สเต็ปเปอร์และมอเตอร์ผ่านสื่อเบรดบอร์ด

มีการแนะนำการทำงานเพิ่มเติมด้วยสวิตช์ที่สอดคล้องกับอินพุตบนไดรเวอร์สเต็ปเปอร์ เมื่อทำงานอย่างถูกต้อง ช่วงเวลาในการเคลื่อนที่ของมอเตอร์จะอิงตามเครื่องสถานะที่ใช้งานโดยใช้โค้ด HDL และอินพุตลวด ตั้งแต่การเคลื่อนที่แบบสเต็ป 1/1 แบบเต็มไปจนถึงการเคลื่อนที่แบบสเต็ป 1/16 ที่แม่นยำ การรีเซ็ตของเราเป็นเพียง "failsafe"; นั่นคือถ้ามีสิ่งที่ไม่พึงปรารถนาเกิดขึ้นภายในเครื่องของรัฐ ไดรเวอร์จะตั้งค่าเริ่มต้นของมอเตอร์เป็นการตั้งค่าช่วงการเคลื่อนไหวสูงสุด

ขั้นตอนที่ 2: วัสดุ

นี่คือวัสดุที่จำเป็นสำหรับการตั้งค่า:

ไดร์เวอร์สเต็ป A4988

Nema 17 Stepper Motor (เราใช้รุ่น 4 สาย รุ่น 6 สายจะต้องการอินพุตและรหัสเพิ่มเติมสำหรับฟังก์ชันกำลัง/แรงบิดที่แปรผัน)

เขียงหั่นขนมมาตรฐานใด ๆ

สายจัมเปอร์มาตรฐาน

แหล่งจ่ายไฟแบบปรับได้ (สำหรับโครงการนี้ ช่วงกำลังไฟฟ้าค่อนข้างเฉพาะเจาะจงและละเอียดอ่อนเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด)

เทป (หรือแฟล็กบางอย่างเพื่อดูขั้นตอนของมอเตอร์ที่ชัดเจนขึ้น)

คลิปจระเข้ (สำหรับเชื่อมต่อบอร์ดกับแหล่งจ่ายไฟ แม้ว่าแน่นอนว่าสามารถทำได้หลายวิธี)

ขั้นตอนที่ 3: Schematics, Code และ Block Design

ลิงค์โค้ด:

รหัสนี้เป็นการใช้งานโมดูล PWM; หนึ่งที่ใช้อินพุตนาฬิกาดิจิตอลและหน้าที่และส่งออกรอบ "เปิด" และ "ปิด" ที่จำลองอินพุตแบบอะนาล็อก จากนั้นส่วนประกอบไดรเวอร์สเต็ปเปอร์ของเราจะรับเอาต์พุตนี้เป็นอินพุตและใช้เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์เป็นขั้นๆ

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: ในขณะที่เราใช้รหัสนาฬิกา VHDL ในตอนแรกและปรับเปลี่ยนเล็กน้อยเพื่อให้ทำงานบน stepper ของเรา แต่ไม่มีฟังก์ชันเต็มรูปแบบที่เราจำเป็นต้องใช้ช่วงเวลา รหัสที่พบในส่วน "ต้นทาง" ของไฟล์แสดงองค์กรและผู้เขียนชื่อ Scott Larson อย่างไรก็ตาม เราได้เพิ่มในเครื่องสถานะที่เราสร้างขึ้นในตอนท้าย (ในไฟล์ pwm เดียวกัน) ที่ปรับรอบการเปิดและปิดนาฬิกา

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบ

1. ใช้สายจัมเปอร์ 2 เส้น เชื่อมต่อเอาต์พุต PMOD ทั้งสองของคุณกับเขียงหั่นขนม สิ่งเหล่านี้มีไว้สำหรับสัญญาณ pwm_out และสัญญาณบอกทิศทางของคุณที่จะเชื่อมต่อกับไดรเวอร์สเต็ปเปอร์ทางอ้อม

2. ใช้สายจัมเปอร์ 3 เส้นและควรใช้คอลัมน์ PMOD เดียวกันเพื่อความเรียบง่าย เชื่อมต่อเอาต์พุต "ความแม่นยำ" กับเขียงหั่นขนม สายไฟเหล่านี้ใช้สำหรับกำหนดสถานะสเต็ปที่จะถูกทริกเกอร์โดยใช้อินพุตบนไดรเวอร์สเต็ปเปอร์อีกครั้ง

3. ใช้ขั้วต่อแบบ 4 เส้นต่อมอเตอร์ 4 สายเข้ากับเขียงหั่นขนม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคำสั่งซื้อเหมือนกับที่ให้ไว้ในการตั้งค่าตัวอย่าง นี่เป็นสิ่งสำคัญไม่เช่นนั้นคุณอาจระเบิดชิปออก

4. ใช้ขั้วต่อ 4-crimp ตัวที่สอง เชื่อมต่อตัวแรกกับตัวที่สอง

5. สมมติว่าคุณใช้แหล่งจ่ายไฟเอาต์พุตคู่ (2 ระดับแรงดันไฟฟ้า/แอมป์แยกกัน) ให้เชื่อมต่อเอาต์พุต VCC ของบอร์ดกับเขียงหั่นขนมตามที่แสดง หมายเหตุ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้จ่ายไฟให้กับบอร์ดแล้ว (และต่อมาคือไดรเวอร์สเต็ปเปอร์) ก่อนมอเตอร์ในขั้นตอนต่อไป เนื่องจากคุณอาจทำลายชิปภายในด้วยแรงดันไฟฟ้าที่มากเกินไป

6. สุดท้าย ใช้คลิปจระเข้หรือสายไฟอื่นๆ ต่อแรงดันเอาต์พุตที่ 2 กับมอเตอร์ IN SERIES ตรวจสอบอีกครั้งว่ากำลังใช้เอาต์พุตที่ถูกต้องบนไดรเวอร์สเต็ปเปอร์

ขั้นตอนที่ 5: บทสรุป

และคุณก็มีสเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่ทำงานอยู่ ซึ่งจะแปรผันตามขั้นตอนตามอินพุตสายที่ให้กับไดรเวอร์สเต็ปเปอร์ เนื่องจากเวลาของเรามีจำกัด เราจึงไม่สามารถแต่ต้องการใช้ Python เพื่อแปล G-code เป็นรอบสัญญาณนาฬิกาที่สามารถใช้ร่วมกับมอเตอร์หลายตัวเพื่อสร้างโมดูลแบบหลายแกนได้ เรายังไม่สามารถรับโหมดสเต็ปเปอร์ 1/16 สุดท้าย (ที่แม่นยำที่สุด) ให้ทำงานอย่างต่อเนื่องได้สำเร็จ อาจเป็นเพราะเครื่องสถานะของเราถูกจับหรือรีเซ็ตโดยอัตโนมัติก่อนที่จะเข้าสู่ขั้นตอนนี้ แม้ว่าอินพุตสวิตช์ของเราจะเป็นจริงก็ตาม

นี่คือลิงค์วิดีโอสุดท้าย:

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