Модуль окончательного проекта шагового драйвера: 5 шагов

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

Маркиз Смит и Питер Мо-Ланге

Шаг 1. Введение

В этом проекте мы использовали шаговый драйвер для управления вращением шагового двигателя. Этот шаговый двигатель может двигаться с очень точными интервалами и с разной скоростью. Мы использовали плату Basys 3 FPGA для отправки сигнала на шаговый драйвер и двигатель через макетную плату.

Дополнительные функции представлены переключателями, соответствующими входам на шаговом драйвере. При правильном функционировании интервалы движения наших двигателей будут основаны на конечном автомате, реализованном с использованием кода HDL и проводных входов, от полного шагового движения 1/1 до столь же точного, как шаговое движение 1/16. Наш сброс - просто «отказоустойчивый»; то есть, если что-то нежелательное происходит в конечном автомате, драйвер по умолчанию устанавливает для двигателя максимальное значение интервала движения.

Шаг 2: материалы

Вот материалы, которые вам понадобятся для настройки:

A4988 Шаговый драйвер

Шаговый двигатель Nema 17 (мы использовали 4-проводную модель, для 6-проводной модели потребуется больше входов и кода для функции переменной мощности / крутящего момента)

Любой стандартный макет

Стандартные перемычки

Переменный источник питания (для этого проекта диапазоны мощности несколько специфичны и чувствительны для оптимальной производительности)

Лента (или какой-то флаг для более четкого просмотра шагов мотора)

Зажимы типа «крокодил» (для подключения платы к источнику питания, хотя, конечно, это можно сделать несколькими способами)

Шаг 3. Схема, код и дизайн блока

Ссылка на код:

Этот код является реализацией модуля ШИМ; тот, который принимает цифровые входы часов и режима работы и выводит цикл «включено» и «выключено», имитирующий аналоговые входы. Затем наш компонент шагового драйвера принимает этот выходной сигнал как вход и использует его для пошагового управления двигателем.

Отказ от ответственности: хотя мы изначально использовали данный код VHDL для часов и немного изменили его для работы на нашем шаговом двигателе, у него не было полной функциональности, необходимой для использования интервалов. Код, находящийся в «исходной» части файла, показывает организацию и автора по имени Скотт Ларсон; однако мы добавили конечный автомат, который мы создали в конце (в том же файле pwm), который модулирует циклы включения и выключения часов.

Шаг 4: Сборка

1. С помощью 2 перемычек подключите два выхода PMOD к макетной плате. Они предназначены для сигнала pwm_out и вашего направленного сигнала, который косвенно подключается к шаговому драйверу.

2. Используя 3 перемычки и, желательно, те же столбцы PMOD для простоты, подключите «прецизионные» выходы к макетной плате. Эти провода предназначены для определения того, какое состояние шагового двигателя снова запускается с использованием входов на шаговом драйвере.

3. Используя 4-контактный разъем, подключите 4-проводный двигатель к макетной плате. Убедитесь, что порядок такой же, как и при установке образца; это важно, иначе вы можете взорвать чип.

4. Используя второй 4-контактный разъем, соедините первый со вторым.

5. Предполагая, что вы используете источник питания с двумя выходами (2 отдельных уровня напряжения / ампер), подключите выход VCC платы к макетной плате, как показано. ПРИМЕЧАНИЕ. Убедитесь, что питание подается на плату (а затем и на драйвер шагового двигателя) перед двигателем на следующем шаге, так как вы можете повредить внутренние компоненты микросхемы из-за избыточного напряжения.

6. Наконец, используя зажимы типа «крокодил» или другие провода, подключите 2-е выходное напряжение к двигателю ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО. Еще раз убедитесь, что на шаговом драйвере используется правильный выход.

Шаг 5: Заключение

И вот, у вас есть работающий шаговый двигатель, который меняет свои шаги в зависимости от входного провода, подаваемого на шаговый драйвер. Из-за нашего ограниченного времени мы не могли, но хотели использовать Python для преобразования G-кода в тактовые циклы, которые затем можно было бы использовать вместе с несколькими двигателями для создания многоосевого модуля. Нам также не удалось добиться стабильной работы последнего шагового режима 1/16 (наиболее точного). Скорее всего, это произошло из-за того, что наш конечный автомат был пойман или автоматически сброшен перед переходом на этот этап, даже когда наши входы переключателя были истинными.

Вот последняя ссылка на видео:

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