Raspberry Pi, Python и драйвер шагового двигателя TB6600: 9 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

В этом руководстве описаны шаги, которые я предпринял для подключения Raspberry Pi 3b к контроллеру шагового двигателя TB6600, источнику питания 24 В постоянного тока и 6-проводному шаговому двигателю.

Я, наверное, как и многие из вас, и случайно у меня есть «сумка» с остатками деталей от многих старых проектов.. В моей коллекции у меня был 6-проводный шаговый двигатель, и я решил, что пришло время немного поучиться. подробнее о том, как я могу связать это с моделью Raspberry Pi 3B.

Как своего рода отказ от ответственности, я не изобретал здесь колесо, я просто собрал кучу информации, легко доступной в Интернете, добавил к ней свой небольшой уклон и попытался заставить ее работать

На самом деле цель заключалась в том, чтобы собрать несколько вещей вместе (с минимальными затратами), написать код Python для моего Raspberry Pi и заставить двигатель вращаться. Это именно то, что мне удалось.

Итак, приступим …

Шаг 1: Raspberry Pi

Что касается Raspberry Pi, я использовал три стандартных контакта GPIO, поэтому он должен работать (я не тестировал) с любой платой Pi или Orange, платой Tinker или клонами, которые доступны там. Вы можете (и должны) прочесать мой чрезмерно комментированный код Python и выбрать разные выводы GPIO, если вы используете другой процессор или просто хотите немного изменить ситуацию.

Обратите внимание, что я подключаюсь напрямую к контактам GPIO на RPi, поэтому я ограничиваю напряжение, которое видят контакты GPIO, до 3,3 вольт.

Шаг 2: Драйвер / контроллер шагового двигателя TB6600

Как я уже отмечал, я решил использовать драйвер / контроллер шагового двигателя TB6600.

Этот контроллер:

• Легко доступны (поиск на eBay, Amazon, Ali Express или многих других).
• Очень легко настраивается с помощью переключателей с легким доступом.
• Детали конфигурации и проводки нанесены на корпус методом шелкографии.
• Диапазон входного напряжения от 9 до 40 В постоянного тока
• Возможна выходная мощность двигателя до 4 А.
• Имеет внутренний вентилятор охлаждения и неплохой радиатор.
• Имеет 3 съемных разъема.
• Имеет небольшую площадь основания,
• Легко монтируется.

Но низкая стоимость покупки - это действительно то, что заключило сделку по этому поводу.

Шаг 3. Шаговый двигатель…

Шаговый двигатель, который я использовал, немного неизвестен … Он у меня был много лет, и я не помню истории того, как я его приобрел или чем он раньше пользовался.

В этом руководстве я не собираюсь подробно описывать, как выяснить его возможности - у меня нет реального использования для этого (кроме экспериментального), поэтому я пропущу это.

Я использовал довольно обычный шаговый двигатель. Я потратил немного времени на YouTube и здесь, на Instructables, чтобы попытаться расшифровать провода, идущие от него.

На моем двигателе на самом деле 6 проводов … В этом приложении я оставил два провода "Center Tap" изолированными и неподключенными.

Если у вас есть аналогичный «универсальный» тип шагового двигателя, я уверен, что с помощью омметра и немного времени вы тоже сможете выяснить проводку и заставить ее работать таким образом. На YouTube есть множество видеороликов, которые помогут вам легко разобраться в собственном моторе.

Шаг 4: Электропитание и блоки питания

Здесь следует проявлять осторожность …

В зависимости от вашей сборки вам может потребоваться подключение к сетевому напряжению (домашнему электроснабжению). Обязательно соблюдайте все необходимые меры безопасности:

• НЕ ПЫТАЙТЕСЬ выполнять электрические подключения к источникам питания под напряжением.
• ОБЯЗАТЕЛЬНО используйте предохранители и автоматические выключатели соответствующего размера.
• ОБЯЗАТЕЛЬНО используйте выключатель питания для питания вашего блока питания (это позволит легко изолировать блок питания от напряжения в сети).
• НЕОБХОДИМО правильно заделать все провода и выполнить надежные соединения. Не используйте зажимы, изношенные провода или плохо подогнанные разъемы.
• ЗАПРЕЩАЕТСЯ использовать ленту электрика в качестве изолятора.

Я использовал источник питания 24 В постоянного тока (5 А) для питания контроллера драйвера шагового двигателя. Я также использовал выход того же источника питания для управления понижающим блоком питания постоянного тока в постоянный, чтобы генерировать 3,3 В для использования в качестве источника сигналов ENA, PUL и DIR (см. Схему подключения).

НЕ пытайтесь использовать RPi для отвода тока от источника 5,0 В постоянного тока.

Я НЕ рекомендую пытаться использовать «+» стороны сигналов PUL, DIR и ENA с напряжением 3,3 В постоянного тока от RPI.

Шаг 5: Защита цепи…

Обратите внимание, что на следующей схеме подключения я не упоминаю, как подключить источник питания к «AC Power», и не перечисляю автоматический выключатель для него. Если вы намереваетесь создать подобную тестовую систему, вам потребуется время, чтобы указать автоматический выключатель и предохранитель, которые будут соответствовать источникам питания, которые вы будете использовать. На большинстве современных блоков питания указаны значения напряжения и тока. Необходимо соблюдать эти правила и установить соответствующие средства защиты цепи.

Пожалуйста … Не пропускайте этот важный шаг.

Шаг 6: Схема подключения

Источники питания

Выход источника питания 24 В постоянного тока защищен предохранителем на 5 А и затем подключен к:

• Вывод «VCC» драйвера / контроллера шагового двигателя TB6600 (КРАСНЫЙ провод на схеме).
• Он также направляется ко входу «Преобразователя постоянного тока в постоянный» 3,3 В постоянного тока (снова КРАСНЫЙ провод на схеме).

Выход 3,3 В постоянного тока «Преобразователя постоянного тока в постоянный» подключен к контактам «2», «4» и «6» драйвера / контроллера шагового двигателя TB6600 (СИНИЙ провод на схеме).

ПРИМЕЧАНИЕ - сам контроллер помечает эти контакты как «5V». Он будет работать, если на эти контакты было подано 5 В, но из-за номинальных значений напряжения контактов GPIO на RPI я решил ограничить напряжение до 3,3 В постоянного тока.

ПРИМЕЧАНИЕ. - Я НЕ рекомендую пытаться использовать «+» стороны сигналов PUL, DIR и ENA с напряжением 3,3 В постоянного тока от RPI.

Отображение GPIO

Отображение GPIO Провод GPIO 17 PUL PINK на схеме GPIO27 DIR ORANGE провод на схеме GPIO22 ENA GREEN провод на схеме

Шаг 7: Эксплуатация

По сути, оборудование Raspberry Pi управляет тремя сигналами:

Отображение GPIO GPIO 17 PUL GPIO27 DIR GPIO22 ENA

GPIO22 - ENA - Включает или отключает работу драйвера / контроллера шагового двигателя.

Когда НИЗКИЙ, контроллер ОТКЛЮЧЕН. Это означает, что если эта линия ВЫСОКАЯ или НЕ подключена, то TB6600 ВКЛЮЧЕН, и если поданы правильные сигналы, двигатель будет вращаться.

GPIO27 - DIR - Устанавливает направление вращения двигателя.

Когда HIGH или Not Connected, двигатель вращается в одном направлении. В этом режиме, если двигатель не вращается в нужном вам направлении, вы можете поменять местами два провода двигателя A друг с другом или два провода двигателя B друг с другом. Сделайте это на зеленых разъемах TB6600.

Когда этот вывод становится НИЗКИМ, TB6600 переключит внутренние транзисторы, и направление двигателя изменится.

GPIO10 - PUL - Импульсы от RPI, которые сообщают драйверу / контроллеру шагового двигателя TB6600, с какой скоростью вращаться.

Пожалуйста, обратитесь к прилагаемым изображениям для настройки используемых мной положений переключателя драйвера шагового двигателя / контроллера.

Шаг 8: код Python

Прилагаю мой чрезмерно прокомментированный код.

Не стесняйтесь использовать и редактировать его по своему усмотрению. Я нашел его части в Интернете и добавил его для тестирования и оценки.

== == ==

Шаг 9: Сводка

Это сработало … есть много возможностей для улучшения, и код можно было бы очистить, но ОК.

Буду признателен за ваши мысли, предложения и любые изменения / обновления, которые вы делаете.

Спасибо.