Шаговые двигатели – это разновидность двигателей постоянного тока, в которых перемещение ротора происходит небольшими дискретными шагами. В настоящее время шаговые двигатели находят очень широкое применение – начиная от камер наблюдения и заканчивая сложными роботами и механизмами.
Чтобы лучше понять материал данной статьи целесообразно посмотреть статью об управлении шаговым двигателем 28-BYJ48 с помощью Arduino и потенциометра. Однако шаговый двигатель 28-BYJ48 имеет значительно меньший крутящий момент, чем более мощные двигатели такие как, например, NEMA 14, NEMA17.
В данной статье мы рассмотрим управление шаговым двигателем NEMA 17 с помощью платы Arduino и драйвера двигателя A4988. Для управления направлением вращения шагового двигателя мы будем использовать потенциометр. Ранее на нашем сайте мы также рассматривали управление шаговым двигателем NEMA 17 с помощью Arduino и драйвера DRV8825.
- Необходимые компоненты
- Шаговый двигатель NEMA17
- Число шагов за оборот для двигателя NEMA17
- Технические характеристики двигателя Nema 17
- Модуль драйвера шагового двигателя A4988
- Различия между драйверами двигателя DRV8825 и A4988
- Схема проекта
- Объяснение программы для Arduino
- Nema 17: все о шаговом двигателе, совместимом с Arduino
- Технические характеристики Nema 17
- Распиновка и таблица данных
- Где купить и цена
- Пример того, как начать работу с Nema 17 и Arduino
- 📽️ Видео
Видео:Шаговый двигатель. Выбираем и тестируем.Скачать
Необходимые компоненты
- Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
- Шаговый двигатель NEMA 17 (купить на AliExpress).
- A4988 Stepper Driver Module (модуль драйвера шагового двигателя) (купить на AliExpress).
- Конденсатор 47 мкФ (купить на AliExpress).
- Потенциометр (купить на AliExpress).
Видео:🤖 Чем отличаются шаговые двигатели Nema 17HS4401 и 17HS4401SСкачать
Шаговый двигатель NEMA17
Принцип действия шагового двигателя Nema17 аналогичен работе других шаговых двигателей. Более подробно о принципах работы шаговых двигателей можно прочитать в статье про подключение шагового двигателя к микроконтроллеру AVR.
Шаговый двигатель NEMA 17 имеет плиту размером 1.7 x 1.7 дюйма и он имеет больший крутящий момент по сравнению с другими аналогичными шаговыми двигателями меньшего размера, например, NEMA 14. Данный двигатель имеет 6 подводящих проводов и работает от напряжения 12 В. Он может работать и от напряжения меньшей величины, однако при этом соответствующим образом будет уменьшаться и его крутящий момент.
При каждом шаге ось двигателя NEMA17 поворачивается на угол, равный 1.8 градуса. Схема расположения подводящих проводов двигателя NEMA17 представлена на следующем рисунке.
Как вы можете видеть из представленного рисунка, шаговый двигатель NEMA17 имеет униполярное расположение 6 проводов. Эти провода подсоединены к двум раздельным обмоткам. Черный, желтый и зеленый провода подключены к первой обмотке, а красный, белый, и синий провода – к другой обмотке. В обычном режиме центральные провода обмоток (черный и белый) оставляют неподключенными.
Число шагов за оборот для двигателя NEMA17
Число шагов за полный оборот (Steps per Revolution) для каждого определенного шагового двигателя рассчитывается с помощью угла, на который поворачивается шаговый двигатель за один шаг (step angle). Для двигателя NEMA17 этот шаг равен 1.8 градуса, соответственно, получаем:
Steps per Revolution = 360/ step angle
360/1.8 = 200 Steps Per Revolution
Технические характеристики двигателя Nema 17
- рабочее напряжение: 12V DC (12 В постоянного тока);
- угол за один шаг (Step Angle): 1.8 градуса;
- 200 шагов за один полный оборот;
- число фаз: 4;
- длина двигателя: 1.54 дюйма;
- диапазон рабочих температур: от -10 до 40 °C;
- удерживающий крутящий момент: 22.2 oz-in.
Также на нашем сайте вы можете посмотреть все проекты, в которых были использованы шаговые двигатели.
Видео:На что способен NEMA 17. Тест работы шаговых двигателейСкачать
Модуль драйвера шагового двигателя A4988
Модуль драйвера шагового двигателя управляет работой шагового двигателя, подавая на него различные фазы питания в необходимые моменты времени.
Читайте также: Расширительный бачок уаз буханка расположение 409 мотор
Модуль драйвера шагового двигателя A4988 предназначен для управления работой шагового двигателя Nema 17 и другими аналогичными биполярными (двухполюсными) шаговыми двигателями. Этот модуль имеет встроенный транслятор (преобразователь), что позволяет ему управлять и скоростью, и направлением вращения шаговых двигателей, используя для этого небольшое число контактов.
Для управления шаговым двигателем Nema 17 нам понадобится всего два контакта модуля A4988 – STEP (для управления шагами) и DIRECTION (для управления направлением вращения двигателя).
Драйвер двигателя A4988 может управлять работой шагового двигателя в 5 различных режимах: полного шага, половины шага, четверти шага, 1/8 шага и 1/16 шага. Вы можете выбрать необходимый вам режим шага используя контакты выбора режима (MS1, MS2 и MS3). На следующем рисунке представлена таблица задействования этих контактов для выбора необходимого режима шага.
Технические характеристики драйвера двигателя A4988:
- максимальное рабочее напряжение: 35V;
- минимальное рабочее напряжение: 8V;
- максимальный ток на одну фазу: 2A;
- режимы: полный шаг, ½ шага, ¼ шага, 1/8 шага и 1/16 шага;
- защита от обратного напряжения: нет;
- размеры: .5 × 20.5 mm (0.6″ × 0.8″).
Видео:Как выбрать Шаговый Двигатель и НЕ ПЕРЕПЛАТИТЬ | Рекомендации DarxtonСкачать
Различия между драйверами двигателя DRV8825 и A4988
Оба этих драйвера двигателя предназначены для управления шаговым двигателем Nema 17, имеют похожую распиновку и области применения, но они отличаются в количестве микрошагов, рабочем напряжении и т.д. Ниже приведены следующие ключевые отличия этих модулей драйвера двигателя:
- модуль DRV8825 поддерживает 6 режимов шага, а модуль A4988 – только 5. Большее число этих режимов означает более равномерное и тихое функционирование шагового двигателя;
- минимальная длительность шага для DRV8825 составляет 1.9 мкс, а для A4988 – 1 мкс;
- без дополнительного охлаждения DRV8825 обеспечивает немного больший ток чем A4988;
- местоположение потенциометра, регулирующего лимит тока, в обоих модулях различно;
- DRV8825 может быть использован при более высоком напряжении питания;
- на контакте спящего режима (SLEEP pin) в DRV8825 по умолчанию не установлен режим с подтягивающим резистором как это сделано в A4988;
- вместо контакта напряжения питания DRV8825 имеет выходной контакт.
Видео:Принцип работы шагового двигателя на примере Nema 17/ ШД HS4401Скачать
Схема проекта
Схема управления шаговым двигателем NEMA 17 с помощью Arduino и драйвера A4988 представлена на следующем рисунке.
Поскольку модуль драйвера A4988 имеет встроенный транслятор (преобразователь), поэтому к плате Arduino достаточно подсоединить только его контакты Step и Direction. Контакт Step используется для управления шагами двигателями, а контакт Direction – для управления направлением его вращения. Шаговый двигатель запитывается от источника питания 12V, а модуль A4988 – от платы Arduino. Потенциометр используется для управления направлением вращения двигателя.
Если вы будете поворачивать потенциометр по часовой стрелке, то и шаговый двигатель будет вращаться по часовой стрелке. Если вы будете поворачивать потенциометр против часовой стрелки, то и шаговый двигатель будет вращаться против часовой стрелки. Конденсатор 47 мкФ используется для защиты платы Arduino от выбросов напряжения. Контакты MS1, MS2 и MS3 остаются неподключенными, что означает что драйвер будет функционировать в режиме полного шага.
Читайте также: Мотор ямаха 660 гризли
Внешний вид собранной конструкции проекта показан на следующем рисунке.
Таблица соединений платы Arduino, шагового двигателя Nema 17 и модуля драйвера двигателя A4988 выглядит следующим образом.
Контакт A4988 | Соединение |
VMOT | +ve Of Battery |
GND | -ve of Battery |
VDD | 5V of Arduino |
GND | GND of Arduino |
STP | Pin 3 of Arduino |
DIR | Pin 2 of Arduino |
1A, 1B, 2A, 2B | шаговый двигатель |
Соблюдайте полярность источника питания.
Видео:Обзор шаговых двигателей или как подобрать шаговый двигательСкачать
Объяснение программы для Arduino
Полный код программы и видео с демонстрацией работы схемы приведены в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим основные фрагменты кода.
Первым делом скачайте библиотеку для управления шаговым двигателем по следующей ссылке и добавьте ее в Arduino IDE. После этого подключите заголовочный файл этой библиотеки в программе и укажите число шагов для шагового двигателя NEMA 17 – оно равно 200.
Видео:Как выбрать шаговый двигатель? Принцип работы, разновидности.Скачать
Nema 17: все о шаговом двигателе, совместимом с Arduino
Мы уже проанализировали все о шаговые двигатели который вы можете использовать в своих проектах Arduino, но есть один из этих двигателей, который выделяется среди остальных моделей, таких как Nema 17, поскольку это очень точный двигатель с несколькими приложениями, в том числе с заменой поврежденного двигателя некоторые принтеры 3Д.
С помощью этого шагового двигателя вы сможете очень точно контролировать вращение его оси, чтобы делать точные движения и таким образом контролировать движение вашей машины или робота. И в этом руководстве вы можете получить всю необходимую информацию, чтобы познакомиться с ним поближе и начать с ним работать.
Видео:Шаговый двигатель NEMA 17 и Nema 23 в 4KСкачать
Технические характеристики Nema 17
Шаговый двигатель Nema 17 — биполярного типа, с углом шага 1,8 °, то есть он может делить каждый оборот или поворот на 200 шагов. Каждая внутренняя обмотка поддерживает ток 1.2 А при напряжении 4 В, что позволяет развивать значительную силу в 3.2 кг / см.
Также этот двигатель Nema 17 надеженВот почему он используется в таких приложениях, как домашние 3D-принтеры и другие роботы, которые должны иметь значительную согласованность. Примером принтеров, использующих этот механизм в качестве основы для своих движений, является Prusa. Он также используется в лазерных резаках, станках с ЧПУ, станках для захвата и размещения и т. Д.
Однако не все чудеса и преимущества в этом двигателе, так как он Более могущественный что надежный, следовательно, не так уж и сбалансирован в этом смысле .
Коротко, технические характеристики являются:
- Шаговый двигатель.
- Модель NEMA 17
- Вес 350 грамм
- Размер 42.3×48 мм без вала
- Диаметр вала 5 мм D
- Длина вала 25 мм
- 200 шагов на оборот (1,8º / шаг)
- Ток 1.2 А на обмотку
- Напряжение питания 4В
- Сопротивление 3.3 Ом на катушку
- 3.2 кг / см крутящий момент двигателя
- Индуктивность 2.8 мГн на катушку
Распиновка и таблица данных
El распиновка этих шаговых двигателей Это довольно просто, поскольку у них не слишком много кабелей для подключения, у них также есть разъем, чтобы вам было легче их подключать. В случае NEMA 17 вы найдете распиновку, подобную той, которую вы видите на изображении выше.
Читайте также: Конструкция лодочного мотора меркурий
Но если вам нужно узнать больше технических и электрических деталей о пределах и диапазонах, в которых может работать NEMA 17, вы можете поиск по таблице шагового двигателя и, таким образом, получите всю необходимую дополнительную информацию. Здесь вы можете скачать PDF с примером.
Где купить и цена
Ты можешь найти по низкой цене в различных специализированных магазинах электроники, а также в интернет-магазинах. Например, он у вас есть на Amazon. Бывают они от разных производителей и в разных форматах продаж, например, в упаковках по 3 и более единиц, если вам нужно несколько для мобильного робота и т. Д. Вот несколько отличных предложений:
Видео:Шаговые двигатели Nema и драйверы шаговых двигателей | VORON.UAСкачать
Пример того, как начать работу с Nema 17 и Arduino
Простой пример, чтобы начать использовать это шаговый двигатель NEMA 17 С Arduino вы можете собрать эту простую схему. Я использовал драйвер для двигателей DRV8825, но вы можете использовать другой и даже другой шаговый двигатель, если хотите изменить проект и адаптировать его к своим потребностям. То же самое происходит с кодом скетча, который вы можете изменить по своему усмотрению .
В случае используемого драйвера он выдерживает напряжение 45 В и 2 А, поэтому идеально подходит для шаговых двигателей или шаговых двигателей малого и среднего размера, таких как биполярный NEMA 17. Но если вам нужно что-то «тяжелее», мотор побольше, например NEMA 23, то вы можете использовать драйвер TB6600.
Помните, что вы также можете использовать библиотеку AccelStepper для лучшей управляемости. Библиотека, написанная Майком Макколи, очень практичная для ваших проектов, с поддержкой ускорения и замедления, что является большим преимуществом для множества функций.
Лас- связи суммированы следующие:
- Двигатель NEMA 17 имеет соединения GND и VMOT с источником питания. Который на изображении появляется с компонентом с нарисованным лучом и конденсатором. Источник должен иметь напряжение от 8 до 45 В, а добавленный конденсатор, который я добавил, может быть 100 мкФ.
- Две катушки шагового двигателя подключены к A1, A2 и B1, B2 соответственно.
- Вывод GND дайвера подключен к GND Arduino.
- Вывод VDD драйвера подключен к 5 В Arduino.
- STP и DIR для шага и направления подключены к цифровым контактам 3 и 2 соответственно. Если вы хотите выбрать другие выводы Arduino, вам просто нужно соответствующим образом изменить код.
- RST и SLP для сброса и сна драйвера должны быть подключены к 5v платы Arduino.
- EN или активационный контакт могут быть отключены, так как в этом случае драйвер будет активен. Если он установлен на HIGH вместо LOW, драйвер отключен.
- Остальные контакты будут отключены .
Относительно код эскизаЭто может быть так просто, чтобы заставить NEMA 17 работать и приступить к работе, каламбур .
больше информации, вы можете проконсультироваться с курсом программирования с Arduino IDE пользователя Hwlibre.
Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.
Полный путь к статье: Бесплатное оборудование » Электронные компоненты » Nema 17: все о шаговом двигателе, совместимом с Arduino
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
📽️ Видео
NEMA 17 Шаговый двигатель 4K обзор поставки 17 июняСкачать
NEMA17 Управление шаговым двигателем - Stepper motor with ArduinoСкачать
Обзор копеечной платы управления шаговым двигателем.Скачать
Шаговый двигатель, как подключить без сложностей!!!!Скачать
Демонстрация Мощности Шагового Двигателя NEMA23Скачать
Обзор шаговых двигателей и серводвигателей для станковСкачать
НИШТЯКИ #2: Шаговые моторы - 3 размераСкачать
Тихий или шумный? Шаговый двигатель Nema 17Скачать
Урок 40 Часть 1 Шаговый двигатель Nema17 и драйвер А4988 в программе FlprogСкачать
Core XY 500x500x500 мм №1: Шаговые двигатели Nema17.Скачать
Nema 17. Шаговые моторы для 3д принтера.Скачать