Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Валкодер из шагового двигателя схема

Валкодер из шагового двигателя схема

1. Универсальный программатор UniProg.

&nbsp&nbspВ конце прошлого тысячелетия в радиотехнической литературе было много публикаций с использованием программируемых микросхем (ПЗУ). Мне тоже было интересно собрать что-либо. В результате была собрана схема управления новогодними гирляндами, сердцем гирлянды была мирросхема К556РТ5. Програмировал я ее на работе с использованием ручного программатора промышленного производства. Кто когда-либо пробовал программировать ПЗУ в ручном режиме поймет, что это был не легкий труд!
&nbsp&nbspСтало понятно, что надо было использовать для программирования таких микросхем компьютер. Появившийся Интернет помог определиться с устройством программирования — универсальный программатор UniProg фирмы «МикроАрт». Скажу честно, что это было не самое простое устройство имеющееся на то время в различной литературе. Выбор был сделан по причине доступности комплектующих и платы, которую можно было приобрести в столице нашей Родины. Проблема была только, как ни странно, в панельках для микросхем.
&nbsp&nbspПрограмматор UniProg версии 2.1 был собран, настроен и был готов к работе. В его комплектации нет только 4 панелек и блока питания, который был собран, как говорится, «на столе» и в дальнейшем ликвидирован за ненадобностью. Вот что получилось:
&#8226&nbsp Вид со стороны деталей.
&#8226&nbsp Вид со сотроны печатных проводников.
&#8226&nbsp Корпус внутри. Он был изготовлен из слегка пожелтевшей пластмассы от корпуса старого калькулятора.
&#8226&nbsp Вид в корпусе — 1.
&#8226&nbsp Вид в корпусе — 2.
&nbsp&nbspНа корпусе приклеены направляющие для установки дополнтельных панелек.
&nbsp&nbspМожно посмотреть инструкцию в формате PDF, а более подробно о программаторе UniProg можно читайте на сайте разработчиков.
&nbsp&nbspНа последок хочется отметить то, что НИ ОДНОЙ микросхемы так на нем и не было прошито! А причина проста — пока я его собирал, появились более молодые микросхемы и более простые для них программаторы, на которые я и переключился.

2. Цифровая шкала — частотомер на PIC16F84.

&nbsp&nbspКогда то и я собрал цифровую шкалу-частотомер А. Денисова.
Потом, правда, я использовал PIC16F84 в другом устройстве.
И вот решил восстановить ее работу:
&#8226&nbsp Вид со стороны деталей.
&#8226&nbsp Вид со сотроны печатных проводников.
&#8226&nbsp Вид спереди.
&#8226&nbsp В работе.
&#8226&nbsp Печатная плата в Layout 4.

&nbspДОПОЛНЕНИЕ (от 1 ноября 2015г):
&nbsp Понадобилось еще раз сделать данную шкалу. В качестве индикатора использовал индикатор E90363 от телефона с АОН. Вот что получилось: &nbsp 1 2 3 4
&nbsp При настройке столкнулся с такой проблемой — завышены показания на 1100 Гц. Решение — выкинул конденсатор С4, установленный параллельно подстроечному конденсатору С3, который в свою очередь заменил на конденсатор емкостью 1-5 пф. И еще, незначительно изменил рисунок печатной &nbsp платы .

3. Atmega fusebit doctor.

&nbsp&nbspДаже и в мыслях не приходило собрать это ВЕЛИКОЛЕПНОЕ устройство!
А все началось с того , что решил несколько лет назад собрать многоточечный термометр на АT90S2313. Данная схема размножена по Интернету оптом и в розницу. Но пока собирался, делал печатную плату, выяснил, что нет уже таких микроконтроллеров, но заказать можно за такие деньги, что моя ЖАБА мне намекнула о бесполезности данного мероприятия. На смену им пришли ATtiny2313, которые я и выписал. Радость моя длилась не долго, т.к. ни чего у меня с ними не получилось. Недоделка отправилась в коробку.
&nbsp&nbspА совсем недавно решил ATmega8A выписать, и пока искал где и, по совету ЖАБЫ, подешевле, нашел АT90S2313 по удивительно низкой цене. Вскоре ATmega8A и АT90S2313 ехали в Сибирь ко мне.
Получив столь желанные микроконтроллеры АT90S2313 были отправлены в программаторы и ни один из 3 микроконтроллеров у меня не заработал. Они даже не программировались.
Не буду изливать о том что я думал в ту минуту, т.к. мысли были черными.
&nbsp&nbspВсемирная паутина предложила купить новые микросхемы, купить нормальный программатор или собрать устройство «Atmega fusebit doctor».
Имея на руках ATmega8A, я остановился на последнем предложении. И это было правильное решение!
Ниже ссылка на сайт, где я многому научился, поняв что означает «залоченный микроконтроллер», за что отвечают фьюзы и многое другое: «Atmega fusebit doctor» — советую посетить!
&nbsp&nbspНачалась сборка данного устройства, которое оживило мне две «залоченных» ATmega8A и три АT90S2313.
&nbsp&nbspВот так получилась печатная плата методом ЛУТ:
&#8226&nbsp Вид со стороны печатных проводников.
&#8226&nbsp Вид со стороны установки деталей.
&nbsp&nbspПосле набивки деталей получилось следующее:
&#8226&nbsp Со стороны установленных деталей.
&#8226&nbsp Обратная сторона.
&nbsp&nbspЗапрограммирован микроконтроллер и установлен в рабочее состояние:
&#8226&nbsp Вид 1.
&#8226&nbsp Вид 2.
&nbsp&nbspДоработка:
&#8226&nbsp Установлен smd резистор 100 Ом.
&nbsp&nbspЯ использовал вот эту печатную плату, немного увеличив размер площадок, и следущую прошивку микроконтроллера.
&nbsp&nbspСпасибо авторам за данное устройство!

&nbspДОПОЛНЕНИЕ (от 8 марта 2016г):
&nbsp При прошивке микроконтроллера ATmega8 в SMD исполнении, используемого в датчике элевации контроллера поворотного устройства антенны с Ethernet интерфейсом. произошел сбой. Поэтому, пришлось выпаять микроконтроллер и вот только теперь решил его вернуть в рабочее состояние, т.к. признаков жизни у него не было. Как и ранее в таком случае, Atmega fusebit doctor помог. Изготовил панельку для микросхемы ATmega8 в SMD исполнении:
Вид 1.
Вид 2.
Печатная плата в Layout5.

4. Многоточечный термометр.

&nbsp&nbspЭто тот самый термометр из-за которого мне пришлось сделать Atmega fusebit doctor.
&nbsp&nbspЕще раз повторю, что оптом и в розницу он клонирован по Интернету на различных сайтах, там схему и найдете. Но, наверное, мало кто знает, что данное устройство было опубликовано в журнале «Радиолюбитель» за 2005 год на стр.20. Там имеется прошивка на микроконтроллер количеством 255 датчиков. Вот только ни где в Интернете не указано, что микроконтроллер используется АT90S2313-4PC, т.к. напряжение питания у него от 2,7 до 6 вольт. Это стало понятно только из журнала, т.к. там на схеме все указано. Хотя, признаюсь честно, если бы был опыт эксплуатации микросхемы КР1446ПН1Е (аналог MAX756), и так было бы понятно, что вся схема питается от 3,3 В.
&#8226&nbsp Вид со стороны установки деталей.
&#8226&nbsp Вид со стороны печатных проводников.
&#8226&nbsp Термометр в работе.
&#8226&nbsp Печатная плата в Layout 4 не много доработана под себя.
Индикатор использовал WM-1611-62C. Он, если не подключен температурный датчик, у меня начинает считать время.

5. Простой бортовой цифровой вольтметр.

&nbsp&nbspСхема вольтметра опубликована в журнале Радио №7, 2012 год.
В радиомагазинах уже полно готовых вольтметров по данному принципу построения, но хотелось сделать своими руками. Вот что получилось:
&#8226&nbsp Вид со стороны установки деталей.
&#8226&nbsp Вид со стороны печатных проводников.
&#8226&nbsp Вольтметр в работе.
&#8226&nbsp Печатная плата в Layout 4 выполнена для установки на импульный блок питания Mean Well S-350-13.5.
Индикатор — LB-303MA. Такой попался под руку. При наличии другого индикатора (с общим Анодом), можно без особых проблем переразвести печатную плату.

6. Анемометр — измеритель скорости ветра.

&nbsp&nbspСхема анемометра опубликована на сайте CQHAM, а так же большом количестве различных сайтов, клонирующих различные схемы.
Я очень давно пытался повторить данную схему, но лишь одна радиодеталь мне никак не попадалась — кварц на 1 МГц.
Кварц был обнаружен случайно в радиостанции Маяк. Правда, ранее нарисованную плату, пришлось увеличить в размерах, но счастью не было конца когда анемометр стал реагировать на движение воздушных масс
&#8226&nbsp Вид со стороны установки деталей.
&#8226&nbsp Вид со стороны печатных проводников.
&#8226&nbsp Анемометр в работе.
&#8226&nbsp Печатная плата в Layout 4
Как ни странно, в Интернет я не увидел ни разу что бы кто-нибудь оставил отзыв или повторил данную конструкцию. Датчик АП1-2 раньше применялся в составе анемомерта АП1, который использовался, как говорят, в шахтах.
В схеме я применил не дорогой и широко распространеный индикатор E30361-L-0-8-W
В Интернете я долго искал схему датчика АП1-2, который используется с анеметром. Нашел под боком в бумажном виде паспорт на анемометр. Бумага уже начала портиться. Сделал скан, может кому пригодится:
. &#8226&nbsp Паспорт на Анемометр АП1

7. Контроллер шагового двигателя на ATTINY2313.

&nbsp Схему контроллера я обнаружил на сайте RadioParty . Очень хотелось, после сборки валкодера (см. выше), поуправлять шаговым двигателем.
&nbsp Схема и мои фото: 1 2 3 4
&nbsp Печатная плата в Layout 5 с небольшими корректировками.
&nbsp HEX файл программы микроконтроллера.

8. Валкодер из шагового двигателя.

&nbsp Очень хотелось попробовать шаговый двигатель (ШД) использовать в какой-нибудь самоделке. Под руки попался ШД от 5″ дисковода отечественного производства ПБМГ-200-265. Вот и решил сделать валкодер.
&nbsp Схема валкодера с добавлениями от EW2CE.
&nbsp Так это выглядит у меня: 1 2 3 4 5 6 7
&nbsp Печатная плата в Layout 5 с небольшими корректировками.

Читать еще:  Acea a5 для каких двигателей

9. Интерфейс к ротатору Yaesu G-450.

&nbsp В продаже периодически появляются контроллеры Yaesu без редукторов. Вот и думал, что приобрету контроллер Yaesu G-450 и подключу к нему какой-нибудь редуктор с помощью этой схемы. Но, контроллер собрал сам, а плата осталась.
&#8226&nbsp Вид со стороны деталей в режиме анимации.
&#8226&nbspОбратная сторона .
&#8226&nbspПечатная плата в Layout 4.
&nbsp Подключал к данному устройству редуктор МЭО и крутил в ручном режиме кнопками.
Конструкциия опубликована на сайте радиолюбителя OK2TPQ.

10. Светодиодная снежинка.

&nbsp&nbspСлучилось так, что было у меня светодиодов АЛ307Б некоторое количество безхозных. Блуждая по Интернету наткнулся на сайте РадиоКота на схему снежинки. Пока собирался делать, выяснилось, что люди уже повторили даную конструкцию и обменивались опытом изготовления. Мне понравилось как было сделано на Портале Светоэффектов. Конечно, АЛ307Б это не современные сверхяркие светодиоды, но результат меня удовлетворил полностью. Вот что в итоге получилось:
&#8226&nbsp Вид со стороны установки светодиодов.
&#8226&nbsp Обратная сторона снежинки.
&#8226&nbsp Плата управления — сторона деталей.
&#8226&nbsp Плата управления — сторона печатных проводников.
&nbsp&nbspПечатные платы немного подправил под себя, увеличив ширину проводников и площадок под пайку. Так удобней для меня, особенно для сверления отверстий ручной минидрелью.
&#8226&nbsp Печатная плата снежинки в Layout 5.
&#8226&nbsp Печатная плата платы управления в Layout 5.
&nbsp&nbspСхема снежинки была взята с Портала Светоэффектов.
Там же есть ссылки на прошивку контроллера. В моем случае — AT90S2313-10PI, который требует наличие кварца на 10 МГц.
&nbsp&nbspСсылки на вышеуказанные порталы смотрите справа на данной странице в колонке «Полезные ссылки».

&nbsp&nbsp Продолжение следует далее.

Сервопривод

Сервопри́вод (от лат. servus — слуга, помощник, раб), или следя́щий при́вод — механический привод с автоматической коррекцией состояния через внутреннюю отрицательную обратную связь, в соответствии с параметрами, заданными извне.

Содержание

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

Описание [ править | править код ]

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 ]

Состав сервопривода [ править | править код ]

  1. Привод — например, электромотор с редуктором, или пневмоцилиндр,
  2. Датчик обратной связи — например, датчик угла поворота выходного вала редуктора (энкодер),
  3. Блок питания и управления (он же преобразователь частоты / сервоусилитель / инвертор / servodrive).
  4. Вход/конвертер/датчик управляющего сигнала/воздействия (может быть в составе блока управления).

Простейший блок управления электрического сервопривода может быть построен на схеме сравнения значений датчика обратной связи и задаваемого значения, с подачей напряжения соответствующей полярности (через реле) на электродвигатель. Более сложные схемы (на микропроцессорах) могут учитывать инерцию приводимого элемента и реализовывать плавный разгон и торможение электродвигателем для уменьшения динамических нагрузок и более точного позиционирования (например, привод головок в современных жёстких дисках).

Для управления сервоприводами или группами сервоприводов можно использовать специальные ЧПУ-контроллеры, которые можно построить на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК).

Мощность двигателей: от 0,05 до 15 кВт.
Крутящие моменты (номинальные): от 0,15 до 50 Н·м.

Сравнение с шаговым двигателем [ править | править код ]

Другим вариантом точного позиционирования приводимых элементов без датчика обратной связи является применение шагового двигателя. В этом случае схема управления отсчитывает необходимое количество импульсов (шагов) от положения репера (этой особенности обязан характерный шум шагового двигателя в дисководах 3,5″ и CD/DVD при попытках повторного чтения). При этом точное позиционирование обеспечивается параметрическими системами с отрицательной обратной связью, которые образуются взаимодействующими между собой соответствующими полюсами статора и ротора шагового двигателя. Cистема управления шаговым двигателем, активизирующая соответствующий полюс статора, формирует cигнал задания для соответствующей параметрической системы .

Так как датчик обычно контролирует приводимый элемент, электрический сервопривод имеет следующие преимущества перед шаговым двигателем:

  • не предъявляет особых требований к электродвигателю и редуктору — они могут быть практически любого нужного типа и мощности (а шаговые двигатели, как правило, маломощны и тихоходны);
  • гарантирует максимальную точность, автоматически компенсируя:
    • механические (люфты в приводе) или электронные сбои привода;
    • постепенный износ привода, шаговому же двигателю для этого требуется периодическая юстировка;
    • тепловое расширение привода (при работе или сезонное), это было одной из причин перехода на сервопривод для позиционирования головок в жестких дисках;
    • обеспечивая немедленное выявление отказа (выхода из строя) привода (по механической части или электронике);
  • большая возможная скорость перемещения элемента (у шагового двигателя наименьшая максимальная скорость по сравнению с другими типами электродвигателей);
  • затраты энергии пропорциональны сопротивлению элемента (на шаговый двигатель постоянно подаётся номинальное напряжение с запасом по возможной перегрузке);

Недостатки в сравнении с шаговым двигателем

  • необходимость в дополнительном элементе — датчике;
  • сложнее блок управления и логика его работы (требуется обработка результатов датчика и выбор управляющего воздействия, а в основе контроллера шагового двигателя — просто счётчик);
  • проблема фиксирования: обычно решается постоянным притормаживанием перемещаемого элемента либо вала электродвигателя (что ведёт к потерям энергии) либо применение червячных/винтовых передач (усложнение конструкции) (в шаговом двигателе каждый шаг фиксируется самим двигателем).
  • сервоприводы, как правило, дороже шаговых.

Сервопривод, однако, возможно использовать и на базе шагового двигателя или в дополнение к нему до некоторой степени совместив их достоинства и устранив конкуренцию между ними (сервопривод осуществляет грубое позиционирование в зону действия соответствующей параметрической системы шагового двигателя, а последняя осуществляет окончательное позиционирование при относительно большом моменте и фиксации положения).

Проблемы фиксирования никакой нет в сервоприводе в отличие от шагового. Высокоточное позиционирование и удержание в заданной позиции обеспечивается работой электрической машины в вентильном режиме, суть которого сводится к её работе в качестве источника силы. В зависимости от рассогласования положения (и других координат электропривода) формируется задание на силу. При этом несомненным преимуществом сервопривода является энергоэффективность: ток подается только в том необходимом для того объеме, чтобы удержать рабочий орган в заданном положении. В противоположность шаговому режиму, когда подается максимальное значение тока, определяющее угловую характеристику машины. Угловая характеристика машины аналогична при малых отклонениях механической пружине, которая пытается «притянуть» рабочий орган в нужную точку. В шаговом приводе чем больше рассогласование положения, тем больше сила при неизменном токе.

Виды сервопривода [ править | править код ]

1. Сервопривод вращательного движения

2. Сервопривод линейного движения

  • Плоский
  • Круглый

Синхронный сервопривод — позволяет точно задавать угол поворота (с точностью до угловых минут), скорость вращения, ускорение. Разгоняется быстрее асинхронного, но во много раз дороже.

Асинхронный сервопривод (Асинхронная машина с датчиком скорости) — позволяет точно задавать скорость, даже на низких оборотах.

Линейные двигатели — могут развивать огромные ускорения (до 70 м/с²).

3. По принципу действия

  • Электромеханический
  • Электрогидромеханический

У электромеханического сервопривода движение формируется электродвигателем и редуктором.

У электрогидромеханического сервопривода движение формируется системой поршень-цилиндр. У данных сервоприводов быстродействие на порядок выше в сравнении с электромеханическими.

Применение [ править | править код ]

Сервоприводы применяются для точного (по датчику) позиционирования (чаще всего) приводимого элемента в автоматических системах:

  • управляющие элементы механической системы (заслонки, задвижки, углы поворота)
  • рабочие органы и заготовки в станках и инструментах
Читать еще:  Что такое холодный запуск двигателя самолета

Сервоприводы вращательного движения используются для:

Сервоприводы линейного движения используются, например, в автоматах установки электронных компонентов на печатную плату.

Серводвигатель [ править | править код ]

Серводвигатель — сервопривод с мотором, предназначенный для перемещения выходного вала в нужное положение (в соответствии с управляющим сигналом) и автоматического активного удержания этого положения.

Серводвигатели применяются для приведения в движение устройств управляемых поворотом вала — как открытие и закрытие клапанов, переключатели и так далее.

Важными характеристиками сервомотора являются динамика двигателя, равномерность движения, энергоэффективность.

Серводвигатели широко применяются в промышленности, например, в металлургии, в станках с ЧПУ, прессо-штамповочном оборудовании, автомобильной промышленности, тяговом подвижном составе железных дорог.

В основном в сервоприводах использовались 3-полюсные коллекторные двигатели, в которых тяжелый ротор с обмотками вращается внутри магнитов.

Первое усовершенствование, которое было применено — увеличение количества обмоток до 5. Таким образом, вырос вращающий момент и скорость разгона. Второе усовершенствование — это изменение конструкции мотора. Стальной сердечник с обмотками очень сложно раскрутить быстро. Поэтому конструкцию изменили — обмотки находятся снаружи магнитов и исключено вращение стального сердечника. Таким образом, уменьшился вес двигателя, уменьшилось время разгона и возросла стоимость.

Ну и наконец, третий шаг — применение бесколлекторных двигателей. У бесколлекторных двигателей выше КПД, так как нет щёток и скользящих контактов. Они более эффективны, обеспечивают большую мощность, скорость, ускорение, вращающий момент.

Валкодер из шагового двигателя схема

Энкодер из шагового двигателя.

Автор: Александр Кленин
Опубликовано 26.08.2009

Использование шаговых двигателей (ШД) в качестве энкодера по-прежнему остается привлекательным решением, т.к. промышленные энкодеры, при всех своих достоинствах, имеют существенные недостатки — цена и сложности при покупке единичных экземпляров. Если контактные энкодеры еще с трудом можно приобрести, то цена бесконтактных энкодеров совершенно неподъемная.
В моем случае исключалось применение контактного энкодера, т.к. не допускались пропуски и генерация паразитного (из-за дребезга) сигнала при вращении. Мне не удалось получить удовлетворительных результатов при испытаниях контактных инкрементального и абсолютного энкодеров. Марки называть не буду.

В итоге, склонился к применению ШД от старого 5-дюймового дисковода. За основу взял https://ru3ga.qrz.ru/UZLY/encod.htm, но большое число элементов совсем не радовало.

В результате, схема была приведена к виду, показанному на Рис.1. Для подавления паразитных колебаний у обоих каналов закорочена одна из полуобмоток, что обеспечило достаточное демпфирование, резко снизило скорость нарастания сигнала при больших скоростях вращения и позволило использовать ШД с внутренним соединением средних выводов обмоток.
Также введен гистерезис порядка 50. 100 мВ (зависит от напряжения питания 4. 5В).
После изменений работа схемы при напряжении питания 5В меня устроила, но хотелось, чтобы она работала от 3В. Большое число элементов и сравнительно большой потребляемый ток, привели к схеме Рис.2.

Подключение обмоток двигателя осталось таким же, а в качестве формирователя сигнала использована микросхема HEF4069 (можно заменить CD4069, MC14069). Ввод схемы в линейную область сделан на одном инверторе, выход которого соединен с входом. Такое соединение позволяет превратить инвертор в повторитель напряжения, примерно равного половине напряжения питания без использования дополнительного резистивного делителя.
При 3В схема на LM358 отказалась работать из-за недостаточно хороших выходных уровней компаратора.
Качество работы обеих схем при 5В питании получилось примерно одинаковое. При монотонном пошаговом повороте вала двигателя наблюдалась четкая последовательность 2-битного кода Грея. Но! При смене направления вращения первый шаг нарушал эту последовательность.
Например:

Вращение по часовой

Вращение против часовой

Видно, что при смене направления происходило изменение состояния обоих каналов, что противоречило правилу кодирования. Последующие шаги соответствовали правильной последовательности нового направления.
Эта особенность поведения ШД (смена состояния в обоих каналах) учитывалась программно. Для примера приведены ассемблерные программы обработки сигналов ШД в качестве энкодера для AVR и MSP430.

На Рис.3 приведены диаграммы сигналов, генерируемых ШД при включении обмоток в соответствии со схемами. Алгоритм обработки сигналов энкодера показан на двух нижних диаграммах Рис.3
-при поступлении прерывания от активного фронта канала А анализируется уровень и флаг требования прерывания канала B. Если флаг установлен, что говорит о смене направления вращения, дополнительно анализируется состояние внутреннего рабочего флага, который сигнализирует о предыдущем направлении вращения и идет соответствующее изменение значения счетчика шагов. Это сделано для исключения неоднозначности определения кодовой последовательности, возникающей при смене направления вращения. Если флаг сброшен, что говорит об отсутствии смены направления вращения, идет простое изменение значения счетчика шагов.
-совершенно аналогично идет обработка прерывания от активного фронта канала В.
В итоге получается обработка каждого шага двигателя.
Шаговый двигатель, в качестве энкодера, был встроен в конструкцию ленточной пилорамы для повышения точности изготовления пиломатериалов.

#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.

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

Читать еще:  Давление и температура в цилиндре дизельного двигателя

Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:

Шаговые двигатели с энкодером Комментировать. Двигатель с энкодером

Шаговые двигатели с энкодером: преимущества использования

Использование шаговых двигателей в комплекте с энкодерами позволяет создавать на простой схеме, включающей в себя непосредственно шаговый двигатель и контроллер шагового двигателя полноценный сервопривод, который, при высокой функциональности и надёжности, будет значительно более дешёвым и простым в управлении, чем сервопривод на основе бесколлекторного двигателя. Совмещающий в себе все основные преимущества ШД с простотой настроек и обслуживания, такой сервопривод отличается высокой точностью позиционирования и полностью удовлетворяет потребностям широкого круга пользователей устройств такого типа, от моделистов до операторов станочного оборудования.

Преимущества сервоприводов на базе шаговых двигателей

Поскольку шаговый двигатель изначально отличается высокой точностью позиционирования (200 или 400 шагов на оборот +-5%), что является одним из основных его конкурентных преимуществ, традиционно считается, что установка энкодера на двигатель такого типа не является необходимостью. Однако практика доказывает, что даже при использовании самого надёжного контроллера возможен пропуск шагов, который может стать следствием целого ряда причин, таких, как:

— повышенная нагрузка;— поперечная нагрузка;— высокий резонанс;— некорректное генерирование импульсов контроллером и т.д;

По сути, при использовании схемы ШД+контроллер даже такие незначительные неполадки, как перебои в подаче питания контроллеру могут стать причиной серьёзного сбоя: система управления теряет точку отсчёта, и, в отсутствии обратной связи, возвращение шагового двигателя к изначальному положению становится невозможным.

Использование шагового двигателя с энкодером позволяет решить вышеотмеченную проблему: при пропуске шагов или перебоях питания с помощью энкодера осуществляется возврат ШД к нужной точке, что позволяет продолжить корректную работу оборудования по заданной программе. Кроме того, применение энкодера позволяет дополнительно повысить точность позиционирования шагового двигателя, поскольку разрешающая способность энкодеров может достигать 2000 импульсов на оборот. Благодаря этим преимуществам сервоприводы на основе шаговых двигателей довольно часто применяются в сложном станочном оборудовании.

Купить шаговый двигатель с энкодером в Stepmotor

В каталоге Stepmotor представлен широкий выбор шаговых двигателей и энкодеров, что позволяет подобрать наилучшим образом подходящий сервопривод на основе ШД для оборудования любого типа. Если вы решили купить ШД с энкодером в наличии по доступной цене на нашем сайте, внимательно ознакомьтесь с характеристиками интересующих вас устройств и непременно убедитесь в том, что подобранные вами устройства совместимы. При возникновении вопросов по подбору оборудования, вы всегда можете проконсультироваться у технического специалиста по телефонам 8 800 5555 068 — по России (звонок бесплатный), в Москве +7 (495) 308-38-48, в СПб +7 (812) 953-07-32) или воспользовавшись формой обратной связи.

Шаговые двигатели с абсолютным энкодером

Серия AZ компании Oriental Motor — это комплект из драйвера и шагового двигателя, оснащённого абсолютным энкодером.Шаговые двигатели пользуются большой популярностью у производителей станков и других устройств автоматики. Они обеспечивают высокий момент при низких скоростях, имеют отличную повторяемость при перемещении, стабильны при изменении нагрузки, а также надёжны и недороги.Однако шаговые двигатели имеют критический недостаток – пропуск шагов. В системах с позиционированием это может привести к ухудшению качества работы, потере точности или даже поломке устройств.Двигатели серии AZ позволяют устранить этот недостаток – благодаря наличию энкодера они позволяют отслеживать и своевременно компенсировать пропуск шагов, если он произойдёт.

Более того, на двигателях серии AZ установлен абсолютный энкодер, не требующий питания от батарейки – он всегда отслеживает положение вала и по запросу от контроллера передаёт эту информацию в систему управления.

Преимущества абсолютного энкодера:

  • — высокое разрешение (262144 имп/об),
  • — многооборотность (способен фиксировать положение вала до 1800 оборотов),
  • — автономность (не требуется питания от батарейки как для других абсолютных энкодерах),

Система с шаговым двигателем без энкодера

Система с шаговым двигателем с абсолютным энкодером

Шаговые двигатели серии AZ выпускаются в нескольких типоразмерах: от 20 до 90 мм и могут быть оборудованы редукторами различных типов: цилиндрическим, планетарным и волновым.

В серии AZ предлагается несколько вариантов драйвера шагового двигателя: с питанием постоянным или переменным током, а также со встроенным контроллером движения.Кроме того, двигатели серии AZ могут устанавливаться на другие устройства компании Oriental Motor:

на модули перемещения EAS и EZS, электроцилиндры EAC и поворотные столы DGII.

Скачать документацию на серию AZ шаговых двигателей с абсолютным энкодером можно на соответствующей странице нашего сайта.

Моторы с энкодерами и редукторами

Фото 2

Коллекторные электродвигатели постоянного тока с датчиками угла поворота и редукторами.

Куплены приводы были у Shenzhen ASLONG Motor Co., Ltd

Ссылка на сами моторы: https://ru.aliexpress.com/item/JGB37-520B-With-encoder-Gear-motor-DC-gear-motor-Encoder-speed-with-encoder-A-B-phase/32698299894.html

По этой ссылке продается несколько различных вариантов приводов.

Основные отличия в частоте вращения выходного вала и развиваемом моменте.

Можно подобрать наиболее подходящий для своего проекта.

Купленные мной моторы должны работать в диапазоне от 6 до 15 вольт. Но рекомендуется эксплуатация при 12 вольтовом питании. При этом без нагрузки мотор будет потреблять 120 миллиампер и обороты выходного вала составят 111 в минуту. Под нагрузкой мотору потребуется 350 миллиампер при моменте в 3.4 килограмма на сантиметр и 88 оборотах в минуту. Мощность на выходе должна составить 3 ватта. КПД получается 0.7 = (3.0 / (12.0 * 0.350). При заблокированном вале потребляемый ток достигнет 1 ампера, а момент увеличится до 13 килограмм на сантиметр. Редуктор имеет передаточное отношение 1 к 90 и длину в 24 миллиметра. Масса мотора с энкодером и редуктором составляет около 188 грамм.

Энкодер состоит из многополюсного магнита закрепленного на валу электродвигателя и платки с двумя датчиками холла припаянной к выводам мотора. Схема платки довольно проста.

IC1, IC2 — датчики холла. Судя по всему, внутренняя структура датчиков схожа с A3144. R1, R2 — подтягивающие резисторы на 3300 ом. R3 — токоограничительный резистор на 3300 ом. LED1 — красный индикаторный светодиод.

Два датчика холла нужно для того, чтобы была возможность определения направления вращения вала мотора.

Проверить работу энкодера можно с помощью совсем простой схемы.

На один оборот вала электродвигателя получается по 11 импульсов с каждого датчика холла.

Таким образом на один оборот выходного вала будет 990 импульсов.

Это один импульс на 0.36 градуса.

360.0 / (11.0 * 90.0) = 0.3636

При 111 оборотах в минуту получается 546 микросекунд между двумя импульсами.

(1.0 / (990.0 * (111.0 / 60.0))) * 1000000.0 = 546.0

Скажу несколько слов о подключении. В комплекте уже есть кабель с разъемом. И контакты разъема на платке подписаны.

У меня всё выглядит так:M1 — зеленый провод,GND — оранжевый провод,C1 — желтый провод,C2 — белый провод,3.3V — красный провод,M2 — черный провод.

Подключается всё согласно нижеизложенным инструкциям.

M1, M2 — питание двигателя (12 вольт).GND, 3.3V — питание датчика.C1, C2 — данные датчика.

Устройство китайское. Поэтому перед подключением стоит его проверить. Хотя бы омметром.

Подведу итог. В общем решение не плохое. Однако сейчас можно найти вариант с бесколлекторным двигателем постоянного тока. Такой привод лучше, но существенно дороже.

Шаговые двигатели Leadshine с установленным энкодером

Шаговые двигатели Leadshine с энкодером

На нашем сайте вы можете купить шаговые двигатели Leadshine с интегрированным энкодером высокого разрешения. Их преимущества: высокая точность, низкий нагрев, плавное вращение вала. Для их использования необходим специальный драйвер с поддержкой энкодера. Поддерживается и работа с обычными драйверами, в таком случае будет отсутствовать точный контроль ротора. Мы осуществляем техническую поддержку и постпродажное обслуживание. По всем возникшим вопросам звоните по контактному телефону или пишите на электронную почту.

Шаговый двигатель 86×140мм, 2 фазы, 80кг.см, вал 14мм, ток 6А, шаг 1.8°, 0.44R, 1000PPR

Шаговый двигатель 57×97мм, 3 фазы, 20кг.см, вал 8мм, ток 5.8А, шаг 1.2°, 0.62R, 1000PPR. Управляется только драйверами Leadshine ES-D508 и Hyperdrive HDS556.

Шаговый двигатель 86×173мм, 3 фазы, 80кг.см, вал 14мм, ток 3А, шаг 1.2°, 2.34R, 1000PPR. Управляется только драйвером Leadshine ES-Dh3306.

Шаговый двигатель 110×161мм, 3 фазы, 120кг.см, вал 19мм, ток 4.2А, шаг 1.2°, 1.2R, 1000PPR. Управляется только драйвером Leadshine ES-Dh3306.

Шаговый двигатель 110×245мм, 3 фазы, 200кг.см, вал 19мм, ток 5.2А, шаг 1.2°, 1.88R, 1000PPR. Управляется только драйвером Leadshine ES-Dh3306.

Обращаем Ваше внимание, что цены на товары и услуги не являются публичной офертой. Информация о товаре, услугах и ценах носит исключительно информационный характер. Актуальную стоимость и наличие товара и услуг просьба уточнять дополнительно в офисах продаж.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector