Контроллер шагового двигателя DIY: 6 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Помните эти двигатели постоянного тока, все, что вам нужно сделать, это подключить положительный и отрицательный выводы к батарее, и она начнет работать. Но когда мы начали делать более сложные проекты, эти двигатели постоянного тока, похоже, не доставляют того, что вам нужно…. да, я имею в виду эффективность, точность и, прежде всего, крутящий момент без редуктора.

История началась с того, что я планировал построить полуавтоматический сверлильный станок, который может помочь вам сверлить объекты, как обычный сверлильный станок, но с помощью ножной педали, чтобы вы могли удерживать объект обеими руками без необходимости рука помощи. Короче говоря, мне нужен двигатель, который может точно перемещать буровую головку вверх и вниз, а также обеспечивает хороший крутящий момент.

Не сумев получить все это от простого двигателя постоянного тока, я решил использовать шаговый двигатель. Да, тот, который имеет четыре провода, и это все, что я знал о них. Итак, в этой инструкции мы собираемся сделать контроллер для этих четырехпроводных шаговых двигателей, который позволит нам контролировать скорость и направление двигателя без использования микроконтроллера..

Шаг 1: концепция и схема

Цель этого проекта - упростить использование шагового двигателя путем создания модульного контроллера, который может легко управлять шаговым двигателем без необходимости включения микроконтроллера для выполнения этой работы.

Контроллер, который мы собираемся построить, основан на драйвере шагового двигателя A4988. Он относительно дешевый и его легко найти в любом интернет-магазине электроники. Теперь, прежде чем мы углубимся в подробности, взгляните на лист данных драйвера шагового двигателя.

Драйверу необходим вход ШИМ на выводе шага для управления двигателем. Увеличение частоты сигнала ШИМ приводит к увеличению числа оборотов и наоборот. Для управления направлением двигателя вывод Dir драйвера может переключаться между VCC и клеммой заземления.

Драйвер работает от 5 В (VDD), а VMOT представляет напряжение для двигателя, которое может находиться в диапазоне от 8 до 35 В постоянного тока. Катушки двигателя будут подключены к разъемам 1A, 2A, 1B, 2B соответственно.

Теперь, чтобы сгенерировать желаемый сигнал ШИМ, мы собираемся использовать микросхему таймера 555. Здесь мы собираемся использовать потенциометр 10k для изменения выходной частоты сигнала PWM, который поможет нам контролировать скорость вращения. Остальные - это набор дополнительных компонентов.

Шаг 2: проектирование печатной платы

После доработки схемы я провел начальное тестирование на макетной плате, и, похоже, все работает безупречно. Мотор точный, эффективный и имеет хороший крутящий момент. Но проблема в том, что это беспорядок на макетной плате, и делать это на печатной плате не вариант.

Итак, я решил спроектировать печатную плату для этого контроллера, что заняло некоторое время, но я убедился, что все соединения правильные, плюс я также добавил все дополнительные компоненты, чтобы сделать использование этого контроллера максимально простым в использовании.

Теперь, когда дизайн печатной платы был завершен, я отправился на PCBWAY и загрузил свои файлы Gerber, чтобы получить свои печатные платы. Перебрав кучу вариантов, я заказал свои печатные платы. Они предлагают печатные платы отличного качества по удивительным ценам. Большое спасибо PCBWAY за то, что сделали этот проект возможным, поэтому обязательно посетите их веб-сайт, чтобы заказать печатные платы по индивидуальному заказу.

Ссылка на печатные платы и файлы Gerber для печатных плат:

www.pcbway.com/project/sharep…

PCBWAY

www.pcbway.com

Шаг 3: Инструменты и компоненты

Список инструментов и компонентов для этого проекта приведен ниже:

НЕОБХОДИМЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ:

• Паяльник
• Паяльная проволока
• Плоскогубцы

ВОДИТЕЛЬ ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

www.banggood.com/3D-Printer-A4988-Reprap-S…

СЧЕТ МАТЕРИАЛОВ (файл спецификации):

Шаг 4: Сборка плат

Печатные платы прибыли в течение недели, и качество безупречное. Теперь, когда я получил платы, я собрал все компоненты и начал собирать их, как указано на платах.

Лучшее в том, чтобы потратить столько времени на разработку плат, - это то, что теперь вы можете производить столько копий, сколько необходимо, и все, что вам нужно сделать, это выбросить компоненты, как показано на платах.

Шаг 5: Настройка всего

Когда платы готовы, я вставил таймер 555 и драйвер шагового двигателя на место и подключил двигатель к плате. После этого я подключил аккумулятор на 12 В с помощью пары зажимов типа «крокодил» для питания платы.

Шаг 6: конечные результаты

После того, как контроллер подключен к аккумулятору 12v. Мотор начал вращаться. Кажется, все работает как положено. Направление вращения можно изменить, переключая переключатель, а скорость вращения можно контролировать, поворачивая ручку потенциометра.