Ecoparcovka.ru

ЭкоПарковка СТО
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Валкодер из шагового двигателя схема

  • 1 Описание
  • 2 Состав сервопривода
  • 3 Сравнение с шаговым двигателем
  • 4 Виды сервопривода
  • 5 Применение
    • 5.1 Серводвигатель
  • 6 См. также
  • 7 Ссылки

Сервоприводом является любой тип механического привода (устройства, рабочего органа), имеющий в составе датчик (положения, скорости, усилия и т. п.) и блок управления приводом (электронную схему или механическую систему тяг), автоматически поддерживающий необходимые параметры на датчике (и, соответственно, на устройстве) согласно заданному внешнему значению (положению ручки управления или численному значению от других систем).

Проще говоря, сервопривод является «автоматическим точным исполнителем» — получая на вход значение управляющего параметра (в режиме реального времени), он «своими силами» (основываясь на показаниях датчика) стремится создать и поддерживать это значение на выходе исполнительного элемента.

К сервоприводам, как к категории приводов, относится множество различных регуляторов и усилителей с отрицательной обратной связью, например, гидро-, электро-, пневмоусилители ручного привода управляющих элементов (в частности, рулевое управление и тормозная система на тракторах и автомобилях), однако термин «сервопривод» чаще всего (и в данной статье) используется для обозначения электрического привода с обратной связью по положению, применяемого в автоматических системах для привода управляющих элементов и рабочих органов.

Сервоприводы в настоящее время применяются в высокопроизводительном оборудовании следующих отраслей: машиностроение; автоматические линии производства: напитков, упаковки, стройматериалов, электроники и т. д., подъемно-транспортная техника; полиграфия; деревообработка, пищевая промышленность. [ источник не указан 1452 дня ]

Максимальный ток обмотки ШД — 7 А
Нaпряжение питания — 18 .. 80 В
Режимы — целый шаг, 1/2, 1/5 и 1/10 шага
Функции морфинга и подавления резонанса
Интегрированная защита драйвера

Мы предлагаем Вашему вниманию драйверы для шаговых двигателей от ведущих мировых разработчиков и производителей устройств управления двигателями — Geckodrive Inc. (США) и Leadshine (Китай).

Мощным цифровым драйверам Leadshine DM2282 нет равных для управления высокомоментными шаговыми двигателями серий FL110STH и FL130BYG.

#21. Подключаем к Arduino Шаговый двигатель 28BYJ-48 на драйвере ULN2003

Сегодня в уроке подключим шаговый двигатель 28BYJ-48 к Arduino и научимся вращать вал двигателя в разные стороны и изменять скорость вращения с помощью потенциометра и энкодера KY-040.

Кратко, что такое шаговый двигатель (ШД) — это двигатель, который способен осуществлять вращение на 1 шаг. Шаг — это угол, который обусловлен устройством каждого конкретного шагового двигателя.

Характеристики шагового двигателя 28BYJ-48:

Размера шагового двигателя 28BYJ-48. Необходимы при проектировании деталей для 3D печати.

Вот так выглядит схема шагового двигателя 28BYJ-48

Подавая сигналы в определённом порядке на выводы двигателя, двигатель можно вращать по часовой стрелке.

Для шагового режима.

Для полушагового режима.

Прямое подключение шагового двигателя 28BYJ-48 к Arduino.

В связи с тем, что двигатель 28BYJ-48 работает от 5в и при небольших токах, его можно подключить на прямую к Arduino.

Схема подключения к Arduino UNO будет следующая.

Для вращения ШД достаточно подавать сигналы по схеме, которую мы рассмотрели выше.

Для этого можно сделать массив подачи сигнала на пины микроконтроллера.

И в цикле выполнять каждую строчку массива. Но есть решение с более компактным кодом. Нашел я данный пример на канале Дмитрия Осипова. За что ему отельное спасибо!

Код для вращения в одну и в другую сторону будет вот таким.

ВНИМАНИЕ! Материалы для скачивания находятся внизу статьи!

Пример подключения шагового двигателя 28BYJ-48 (5V)с использованием драйвер ULN2003.

Также у Дмитрия Осипова есть код для изменения скорости вращения с помощью потенциометра. Я его немного доработал, сделал обработку нажатия кнопки без задержки в 500 мс. Сейчас двигатель стал вращаться в обратную сторону без видимой задержки.

Читать еще:  Что такое коренной подшипник двигатель камаз

Для подключения буду использовать модуль SBT0811 на драйвере ULN2003.

Драйвер устроен вот таким образом.

Соответственно, наш код будет работать и с данным драйвером.

Подключим все по схеме и загрузим код в Arduino NANO.

Схема подключения для Arduino UNO будет аналогичной.

Как видим, двигатель без проблем вращается по часовой стрелке и против часовой, при нажатии на кнопку вращается в противоположном направлении. При вращении потенциометра в одну сторону — скорость уменьшается, при вращении в противоположном направлении скорость увеличивается.

ВНИМАНИЕ! Материалы для скачивания находятся внизу статьи!

Пример управления шаговым двигателем 28BYJ-48 с помощью Энкодера.

Для уменьшения количества элементов в схеме решил заменить потенциометр и тактовую кнопку на энкодер вращения KY-040. Как подключить энкодер вращения к Arduino рассказывал в предыдущем уроке.

Подключаем шаговый двигатель 28BYJ-48 и энкодер к Arduino по схеме.

Проводим небольшую доработку кода и получим вот такой результат.

Если нажать на энкодер, меняется направление вращения. А при вращении энкодера по часовой стрелке — скорость увеличивается. Если вращать против часовой стрелки — скорость снижается.

ВНИМАНИЕ! Материалы для скачивания находятся внизу статьи!

Вы также можете без проблем воспользоваться примером из стандартной библиотеки Stepper, которая позволит сделать тоже самое и при меньшем объёме кода. Но библиотека не даст вам понять, как это все устроено.

А вот сам пример вращения в одну сторону, а затем в другую с использованием библиотеки Stepper.

На основе данного примера можно реализовать управление не только одним шаговым двигателем, а несколькими. Причем, каждый двигатель будет выполнять свои действия не зависимо от других. В планах сделать пару проектов с использованием данного шагового двигателя.

Пишите в комментариях, что бы вы хотели сделать на шаговых двигателях, и какие примеры вас интересуют. Чем больше будет откликов, тем чаше будут выходить проекты и уроки на сайте.

Не забывайте подписываться на канал Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.

Всем Пока-Пока.

И до встречи в следующем уроке

Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:

Я разобрал несколько дисководов, везде двигатели были разные. Встречались на шлейфе, встречались с косой цветных проводов. На шлейфе общий провод — крайний. Всё остальное находится прозвонкой. По сопротивлению понятно: с выхода на выход сопротивление вдвое больше, чем с выхода на общую точку. А можно даже не прозванивать. Если открутить четыре винта, внутри коммутационная плата, на ней видно, где общий провод.

Исходная схема многократно встречается в Сети в вариациях. Я оттолкнулся от статьи Thomas (OZ2CPU) .

У неё есть достоинства, но есть и недостатки, об этом далее. Собрал пробный вариант в виде макета, и понял, что ничего не понял
Для начала хотелось бы сразу видеть, в какую сторону происходит шаг. Схема выдавала квадратурный код, как и обычный энкодер. Этот код надо было каким-то образом превратить в мигание светодиода — «правый» или «левый».

Разработал и протестировал вот такую схему:

Кстати, эту схему на логике можно использовать и для обычного энкодера, я её и отрабатывал на нём.

Для сборки понадобятся 8 элементов «2И-НЕ», я использовал два чипа 74HC00.
Элемент U2A, диод, конденсатор и U2B создают короткий импульс в момент положительного фронта. Элемент U6D, U4D и U2D — мультиплексор, который пересылает этот испульс либо на один, либо на другой светодиод.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя гранта своими руками

Разумеется, этот же функционал можно сделать на единственном микроконтроллере, но это далеко не для всех доступно и удобно. Всё-таки элементы 2И-НЕ можно найти где угодно, в т. ч. советские (74хх00, К155ЛА3, К555ЛА3).
Последние два инвертора (U5D и U3D) можно выкинуть, ведь ничто нам не мешает подключить светодиоды не к земле, а к плюсу питания. Если крепко пошевелить мозгом, схему можно было бы ещё упростить, но эту задачу оставляем на будущее.
Печатки нет, поскольку всё собиралось только на макетке.

Схема проекта

Схема энкодера для двигателя на Arduino и PID контроллере представлена на следующем рисунке.

Принцип работы схемы достаточно прост. Двигатель N20 с экнкодером имеет 6 контактов, контакты M1, M2 используются для подачи питания на двигатель (он у нас очень маленький, работающий от 3.3V). Контакты VCC и GND используются для питания цепи энкодера. Для питания энкодера необходимо подавать напряжение +5V, иначе цепь энкодера не будет корректно работать. Контакты PIN_A и PIN_B двигателя непосредственно подключены к энкодеру. Измеряя состояние этих контактов, мы легко можем определить число оборотов двигателя в минуту (RPM). Наш двигатель N20 имеет 15RPM и передаточное число 1:2098, что означает, что ось двигателя должна совершить 2098 оборотов для того чтобы вспомогательный вал (на выходе коробки передач) совершил один оборот. Контакты PIN_A и PIN_B двигателя подключены к контактам 9 и 10 платы Arduino – они оба имеют возможность формирования ШИМ (широтно-импульсная модуляция) сигналов. Эти контакты должны обязательно иметь возможность формирования ШИМ сигналов, иначе код программы работать не будет. PID контроллер управляет двигателем при помощи ШИМ.

Также наша схема содержит драйвер двигателя в виде H-моста. Драйвер двигателя у нас имеет такую схему, что с помощью него мы можем управлять двигателем с использованием всего 2-х контактов платы Arduino. Также он защищает двигатель от ложных срабатываний.

Преимущества специализированных преобразователей частоты

При использовании специализированных частотников и интегрируемых и внешних котроллеров, отпадет необходимость производить измерения и расчеты вручную. Эти устройства комплектуют программным обеспечением, позволяющим нивелировать дребезг контактов энкодеров, а также избавляет от необходимости писать программы самостоятельно.

Частотно-регулируемый привод способен выполнять следующие базовые функции:

  • Определения абсолютной координаты для импульсного энкодера (Home).
  • Настройки передаточных отношений и смещений в режиме On-line.
  • Синхронизации скорости, положения по метке ведущего и ведомого привода в следящей системе регулирования.
  • Приема и передачи данных по поддерживаемым протоколам связи.
  • Абсолютного и относительного позиционирования.
  • Автоматического вычисления, сравнения данных от датчиков.
  • Совместимости с различными типами энкодров, поддержка разных конфигураций системы управления.
  • Отладки встроенных программ.

Программирование преобразователей частоты и контроллеров движения осуществляется при помощи ПО, разработанного производителем. Схемы подключения различных типов энкодеров представлены в паспорте электропривода.

Для построения систем точного позиционирования на базе частотных преобразователей и контроллеров Danfoss не требуется глубоких знаний сервотехнологии и навыков написания программ. Эти устройства разработаны по принципу “ все в одном”. Такие приводы широко используются для станков с ЧПУ, кранов, высокоточных дозаторов и другого промышленного оборудования.

3.3.2. Пример¶

Рассмотрим подключение двигателя с энкодером CUI INC AMT112S-V к контроллеру 8SMC5-USB на примере двухфазного шагового мотора Nanotec ST5918L3008-B.

3.3.2.1. Подготовка¶

Для начала работы нам понадобятся:

  • Мотор;
  • Энкодер;
  • Распиновка разъёма D-SUB для 8SMC5-USB;
  • Спецификация на мотор ;
  • Спецификация на энкодер ;
  • Паяльное оборудование: паяльник, провода, флюс, припой, кусачки, термоусадочные трубки разных размеров;
  • Винты M2.5×6 для крепления энкодера;
  • D-SUB корпус + разъём (male) и провода для изготовления своего кабеля;
Читать еще:  Двигатели ваз классика технические характеристики таблица

3.3.2.2. Подключение мотора и энкодера к контроллеру¶

Прежде чем начать работу, соберите энкодер в соответствие с инструкцией по сборке, прилагаемой к нему.

Мотор без энкодера. Обратите внимание на 2 отверстия М2.5 к которым обычно крепится энкодер

Мотор с прикреплённым энкодером

Смотрим в спецификацию мотора и находим маркировку выводов (для Nanotec ST5918L3008-B она находится справа внизу в спецификации):

Существует последовательное и параллельное соединение обмоток, причём каждое из соединений позволяет получить свои характеристики для мотора. Мы соединим обмотки последовательно (на картинке выше обозначено красным). Для этого провода, имеющие два цвета BLK/WHT и GRN/WHT, а также RED/WHT и BLU/WHT надо соединить между собой попарно. Далее необходимо поставить в соответствие А, не А, В, не В контактам разъёма контроллера, контакты обмоток мотора ST5918L3008-B: чёрный, зелёный, красный, голубой. Одна обмотка — это соединение Aне А или Вне В. После соединения между собой двухцветных проводов, получится что одна обмотка мотора — это соединение чёрный — зелёный, а другая красный — голубой. Поэтому соответствие контактов будет таким: чёрный- А, зелёный — не А, красный — В, голубой — не В. Это же соответствие видно на картинке Тип соединения выше.

Для подключения энкодера откройте спецификацию на энкодер и найдите на его разъёме 5 контактов: A+ (канал А), B+ (канал B, сдвинутый относительно A на 90 град), Z+ (счётчик оборотов), 5V, GND. Их надо вывести от энкодера 5 проводами и пустить вместе с проводами от мотора, т.к. далее они пойдут на один разъём. Энкодер CUI INC AMT112S-V имеет 18-пиновый вход, поэтому надо сделать кабель с таким же разъёмом на конце, чтобы вывести необходимые сигналы:

Контакты энкодера A+, B+, Z+, 5V и GND соответствуют контактам 10, 11, 12, 5, 7 D-SUB male разъёма соответственно.

Для удобства воспользуйтесь таблицами подключения к D-SUB разъёму (в скобках указан номер пина на соответствующем разъёме):

Контакты энкодераКонтакты D-SUB
A+ (10)Энкодер А (10)
B+ (8)Энкодер B (11)
Z+ (12)Вход датчика оборотов (12)
5V (6)Выход 5В, 100 мА (5)
GND (4)Земля логическая (7)
Контакты мотораКонтакты D-SUB
A (BLK)ШД фаза A (4)
not A (GRN)ШД фаза не A (3)
B (RED)ШД фаза B (2)
not B (BLU)ШД фаза не B (1)

    Припаяйте вышеуказанные контакты к D-SUB male разъёму:

    Провода от мотора и энкодера, собранные при помощи термоусадочной трубки. Обратите внимание на наличие термоусадочных трубок малого размера на проводах, идущих к обмоткам мотора (BLK, GRN, RED и BLU), а также на соединённые вместе двухцветные провода (BLK/WHT и GRN/WHT, RED/WHT и BLU/WHT). Тоненькие проводки — это контакты энкодера. Их 5 штук.

    Припаянные контакты обмоток мотора

    Готовый провод, идущий от мотора с D-SUB разъёмом на конце

    Рекомендация: используйте термоусадочные трубки малого диаметра (2-3 мм) при пайке контактов к D-SUB разъёму и большого диаметра — для того, чтобы через них пропустить все провода, идущие от мотора и энкодера. Надевайте трубки до пайки.

    Сверху на разъём одевается защитный кожух

    Теперь мотор можно подключить к контроллеру 8SMC5-USB.

    Описание и настройки профиля дана в следующей главе Ручная настройка профиля .

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector