Kuendesha gari ya Stepper Bila Microcontroller: Hatua 7

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Katika Agizo hili, nitaendesha gari ya hatua 28-BYJ-48, na bodi ya safu ya UNL2003 ya darlington, wakati mwingine inayoitwa x113647, bila mdhibiti mdogo.

Itakuwa na kuanza / kuacha, mbele / nyuma, na kudhibiti kasi.

Pikipiki ni injini ya pole-uni-polar na hatua 2048 kwa mapinduzi katika hali kamili ya hatua. Takwimu ya data ya gari inapatikana kwenye

Vifaa hivi vinaweza kununuliwa pamoja kutoka kwa wachuuzi kadhaa. Nilipata yangu kutoka kjell.com

Bing au google it kupata muuzaji karibu na wewe.

Kwanza nitapitia hatua kadhaa na sehemu zinahitajika kuiendesha, na kisha kuongeza hatua kadhaa na sehemu za udhibiti zaidi.

Unapaswa kuonywa kuwa sehemu ambazo ninatumia, ni zile ambazo ninakuwa nazo kwenye sanduku langu la hazina, na sio lazima sehemu zinazofaa zaidi kwa kusudi.

Pia, unapaswa kuonywa, kwamba hii ni ya kwanza kufundisha, na kwamba mimi ni mpya kabisa kwa umeme.

Tafadhali ongeza maoni ikiwa unafikiria nimefanya kitu ambacho sikupaswa, au ikiwa una maoni ya maboresho, au maoni ya sehemu zinazofaa zaidi.

Hatua ya 1: Orodha ya Sehemu

Sehemu zinazotumika kwa mradi huu ni

• Bodi ya mkate
• Pikipiki ya Stepper 28byj-48
• Darlington transistor safu ULN2003 bodi (x113647)
• Rejista ya zamu ya 74HC595
• Kaunta ya viboko ya 74HC393
• DS1809-100 Dallastat potentiometer ya dijiti
• Bahati ya octal ya 74HC241
• 3 × vifungo vya kugusa
• Vipimo 3 × 10kΩ
• 2 × 0.1µF kauri capacitors
• 1 × 0.01 µF kauri capacitor
• Waya za uunganisho
• Usambazaji wa umeme wa 5V

Hatua ya 2: Sehemu kuu

Rejista ya mabadiliko ya 74HC595

Pikipiki inasukumwa na kurudia kupeana pini nne za kuingiza za bodi ya UNL2003 mlolongo huu:

1100-0110-0011-1001

Hii itaendesha motor kwa kile kinachoitwa mode kamili ya hatua. Mfano 1100 umebadilishwa kurudia kulia. Hii inaonyesha daftari la mabadiliko. Njia ambayo rejista ya zamu inafanya kazi, kila mzunguko wa saa, bits kwenye rejista hubadilisha sehemu moja kwenda kulia, ikibadilisha kushoto kidogo na thamani ya pini ya kuingiza wakati huo. Kwa hivyo, inapaswa kulishwa na mizunguko miwili ya saa ya 1 na kisha mizunguko miwili ya saa ya 0 ili kutengeneza muundo wa kupiga mbizi ya gari.

Ili kutoa ishara za saa, oscillator inahitajika, ambayo hutengeneza safu thabiti ya mawimbi ikiwezekana wimbi safi la mraba. Hii itaunda msingi wa mabadiliko ya ishara kwenye motor.

Ili kuzalisha "mizunguko miwili ya moja na kisha mizunguko miwili ya 0", flip-flops hutumiwa.

Nina rejista ya mabadiliko ya 74HC595. Hii ni chip maarufu sana, ambayo inaelezewa katika Maagizo mengi na video za Youtube.

Karatasi ya data inaweza kupatikana katika

Anayoweza kufundishwa vizuri ni 74HC595-Shift-Register-Demistified by bweaver6, Rejista ya zamu ya 74HC595 inafanya kazi ili kila mzunguko wa saa, data katika rejista yake 8 ibadilishwe kulia, na ibadilike kwa thamani ya pini ya kuingiza kwenye sehemu ya kushoto kabisa. Kwa hivyo, inapaswa kulishwa na mizunguko miwili ya saa ya 1 na kisha mizunguko miwili ya saa ya 0.

Takwimu zinahamishwa kwenye makali ya kupanda kwa saa. Henc flip-flop inapaswa kugeuza saa inayoanguka ya saa, kwa hivyo 74HC595 itakuwa na uingizaji wa data thabiti kwenye kingo za saa zinazoinuka.

74HC595 in inaweza kuwa na waya kama hii:

Bandika 8 (GND) -> GND

Pin 16 (VCC) -> 5V Pin 14 (SER) -> Data katika Pin 12 (RCLK) -> Saa ya kuingiza Pin 11 (SRCLK) -> Saa ya kuingiza Pin 13 (OE) -> GND Pin 10 (SRCRL) -> Pini 5V 15, na 1-3 zitatoa muundo wa kuendesha gari.

Kuunganisha RCLK na SRCLK inahakikisha kuwa rejista ya data ya chip daima inalingana na rejista ya pato. Kuweka Pin 13 ardhini hufanya yaliyomo kwenye daftari la pato kuonekana mara moja kwa pini za pato (Q0 - Q7).

Kipima muda cha 555

Ili kutoa kipigo cha saa, kifaa cha kipima muda cha 555 kinaweza kutumika. Hii pia ni chip maarufu sana, na inaelezewa zaidi na kujadiliwa kuliko rejista ya zamu. Wikipedia ina nakala nzuri kwenye

Karatasi ya data iko hapa:

Chip hii inaweza, kati ya mambo mengine, kutoa mapigo ya saa ya mawimbi ya mraba. Vipinga vya nje na capacitors hutumiwa kudhibiti mzunguko na ushuru wa mzunguko (on-fraction).

Inapowekwa ili kutoa kunde mara kwa mara, chip 555 inasemekana iko katika hali ya kushangaza. Hii imefanywa kwa kuifunga kama kwenye picha hapo juu. (picha na jjbeard [Kikoa cha umma], kupitia Wikimedia Commons):

Bandika 1 -> GND

Pin 2 -> R1 (10kΩ) -> Pin 7 Pin 2 -> Pin 6 Pin 3 is the output Pin 4 (reset) -> 5V Pin 5 -> 0.01µF -> GND Pin 6 -> 0.1µF -> GND Pin 7 -> R2 (10kΩ) -> 5V Pini 8 -> 5V

Pato la Pin 3 litaunganishwa na pini za saa za kuingiza (Pin 11 na Pin 12) ya rejista ya mabadiliko ya 74HC595.

Mzunguko wa ishara ya pato (na kwa hivyo kasi ya gari ya hatua) imedhamiriwa na maadili ya kontena R1 na R2, na thamani ya capacitor C.

Wakati wa mzunguko T utakuwa ln (2) C (R1 + 2 R2) au takriban 0.7 C (R1 + 2 R2). Mzunguko ni 1 / T.

Mzunguko wa ushuru, sehemu ya wakati wa mzunguko ambao ishara ni kubwa, ni (R1 + R2) / (R1 + 2R2) Mzunguko wa ushuru sio muhimu sana kwa mradi huu.

Ninatumia 10kΩ, kwa wote R1 na R2, na C = 0.1µF.

Hii inatoa masafa ya karibu 480Hz, na iko karibu na kiwango cha juu kabisa niligundua kuwa motor ya hatua inaweza kushughulikia bila kukwama.

Ili kuzalisha muundo uliobadilishwa wa 1100, uliorudiwa kutoka 74HC595, pini 14 (SER) inapaswa kuwekwa juu kwa mizunguko miwili ya saa, na kisha chini kwa mizunguko ya saa mbili mara kwa mara. Hiyo ni, pini inapaswa kutengana na nusu ya mzunguko wa saa.

Kaunta ya buli mbili-mbili ya 74HC393

Hesabu ya 74HC393 kwa binary, na hiyo pia inamaanisha kuwa inaweza kutumika kugawanya masafa ya kunde na nguvu za mbili, Karatasi yake ya data iko hapa:

74HC393 ni mbili, ina kaunta moja ya 4 kila upande.

Kwenye ukingo wa mapigo ya saa, pini ya kwanza ya pato huwasha na kuzima. Kwa hivyo, pini ya pato moja itasonga na nusu ya mzunguko wa saa ya kuingiza. Kwenye ukingo unaoanguka wa pini moja ya pato, pini ya pato toggles mbili ndani na mbali. Na kadhalika kwa pini zote nne za pato. Wakati wowote pini n inapozima, bonyeza n + 1 toggles.

Pin n + 1 hubadilisha nusu mara nyingi kama siri n. Hii ni kuhesabu kwa binary. Kaunta inaweza kuhesabu hadi 15 (bits zote nne 1) kabla ya kuanza tena sifuri. Ikiwa pini ya mwisho ya pato la 1 imeunganishwa kama saa ya kukabiliana na 2, inaweza kuhesabu hadi 255 (8 bits).

Ili kuunda mapigo na nusu ya mzunguko wa saa ya kuingiza, pini 1 tu ya pato inahitajika. Hiyo ni, kuhesabu tu kutoka sifuri hadi moja.

Kwa hivyo, ikiwa hesabu inafanywa na mapigo ya saa kutoka 555, pini kwenye kaunta ya 74HC393 inayowakilisha kidogo 2, itazunguka na nusu ya mzunguko wa saa. Kwa hivyo hii inaweza kushikamana na pini ya SER ya rejista ya mabadiliko ya 74HC595, ili kuifanya hii itengeneze muundo unaotafutwa.

Wiring ya kaunta ya binary ya 74HC393 inapaswa kuwa:

Bandika 1 (1CLK) -> 74HC595 Pini 11, 12 na 555 Pini 3

Pin 2 (1CLR) -> GND Pin 4 (1QB) -> 74HC595 Pin 14 Pin 7 (GND) -> GND Pin 14 (VCC) -> 5V Pin 13 (2CLK) -> GND (haitumiki) Pin 12 (2CLR) 5V (haitumiki)

Hatua ya 3: Ifanye Iendeshe

Sasa tunaweza kufanya kukimbia kwa gari, Ikiwa Pini 0-3 ya 74HC595 zimeunganishwa na Pini 1-4 za bodi ya ULN2003 mtawaliwa.

Kwa sasa, badilisha capacitor ya 0.1µF kwenye Pin 6 ya kipima muda cha 555 na 10µF. Hii itafanya mzunguko wa saa mara mia zaidi, na mtu ataweza kuona kinachoendelea.

LED kwenye bodi za ULN2003 zinaweza kutumika kwa hili. Chomoa gari kutoka kwa bodi ya ULN2003. Unganisha Pini 1 hadi 4 ya bodi kwa pato la QA-QD (pini 7, 9, 10 na 11) ya 74HC595. Unganisha - na + ya bodi ya ULN2003 chini na 5V. Ikiwa umeme umewashwa, unapaswa kuona muundo uliotafutwa kwenye taa za taa.

Ikiwa unataka kuona kinachoendelea kwenye kaunta ya binary ya 74HC393, unganisha kwenye pini 3-6 ya hiyo badala.

Ikiwa muundo unaonekana kuwa sawa, punguza nguvu, badilisha capacitor na 0.1µF tena, unganisha pini za kuingiza 1 - 4 ya bodi ya ULN2003 kwa pini za pato QA - QD ya 74HC595, na unganisha gari tena.

Kwa nguvu imewashwa, motor inapaswa sasa kukimbia.

Hatua ya 4: Udhibiti wa kasi

Kasi ya motor ya hatua inasimamiwa na mzunguko wa pato la kipima muda cha 555. Hii tena, inasimamiwa na maadili ya resistors R1 na R2 na capacitor C1 iliyounganishwa nayo. Kwa kuunganisha potentiometer 100kΩ mfululizo na R2, masafa yanaweza kuwa kati ya 480Hz na 63Hz. Hatua pr. pili ya motor, itakuwa nusu ya masafa ya timer 555.

Nilitumia DS1809-100 potentiometer ya dijiti, ambayo imetengenezwa kwa matumizi ya kitufe cha kushinikiza. Bonyeza vifungo vya kushikamana na 2 (UC) na Pin 7 (DC) hadi 5V hufanya upinzani kuongezeka / kupungua kati ya vituo vya RH (Pin 1) au RL (Pin 4), na wiper Pin 6 (RW). Kushikilia kitufe kwa zaidi ya sekunde, inafanya kitufe kurudia kiotomatiki.

Takwimu zinaweza kupatikana hapa:

Wiring ni kama hii:

Bandika 1 (RH) bila kutumiwa

Bandika 2 (UC) -> kitufe cha kugusa 1 Pin 3 (STR) -> GND Pin 4 (RL) -> 555 Pin 2 Pin 5 -> GND Pin 6 (RW) -> 10kΩ -> 555 pin 7 Pin 7 (DC kitufe cha kugusa 2 Pini 8 -> 5V

Wiring kwa kitufe cha kugusa 1:

Bandika 1/2 -> DS1809 Bandika 2

Bandika 3/4 -> 5V

Wiring kwa kitufe cha kugusa 2:

Bandika 1/2 -> DS1809 Bandika 7

Bandika 3/4 -> 5V

Sasa, kasi inaweza kudhibitiwa.

Hatua ya 5: Anza / Acha

Kuanza na kusimamisha motor ya stepper, Pini 4 (Rudisha pini) ya kipima muda cha 555 inaweza kutumika. Ikiwa hii itavutwa chini, hakutakuwa na kunde za pato kutoka kwa Pin 3.

Kitufe cha kugusa kitatumika kugeuza kuanza na kuacha. Kubonyeza kitufe mara moja, inapaswa kuanza motor, snd ikibonyeza tena, inapaswa kuizuia. Ili kupata tabia hii, flip-flop inahitajika. Lakini 74HC393 ambayo iko tayari, inaweza pia kutumika. 74HC393 ina sehemu mbili, na nusu moja tu hutumiwa kama mgawanyiko wa masafa ya mapigo ya saa.

Kwa kuwa kaunta ya kibinadamu ni seti tu ya kugeuza-flops-mfululizo katika safu, flip-flop ya kwanza ya sehemu nyingine inaweza kutumika. Kwa kuunganisha kitufe cha kugusa kama kwamba Pin 13 (2CLK) iko chini wakati kifungo kinabanwa, na juu ikiwa sio, Pin 12 itabadilika kila chini. Kuunganisha Pin 12 hadi Pin 4 kati ya 555, itaanza na kusimamisha pato lake, na kwa hivyo motor.

Vifungo vya kugusa ni ngumu kidogo, kwa sababu ni mitambo. Wanaweza 'kuburudika', ambayo ni kwamba wanaweza kutuma ishara nyingi kwa kila kushinikiza. Kuunganisha capacitor ya 0.1 µF juu ya kitufe, inasaidia kuepusha hii.

Kwa hivyo kitufe cha kugusa (kifungo cha 3 kinaongezwa, na unganisho kwa Pini 4 kati ya 555 hubadilishwa.

Wiring ya kifungo:

Bandika 1/2 -> 10kΩ -> 5V

Piga 1/2 -> 0.1µF -> Pini Pini 3/4 -> 74HC393 Pini 13 (2CLK)

Mabadiliko yafuatayo yamefanywa kwa 555:

Pin 4 (Weka upya) -> 74HC393 Pin 11 (2QA)

Kitufe 3 sasa kinapaswa kufanya kazi kama kugeuza kuanza / kuacha.

Kumbuka kuwa motor imesimama kwa njia hii, bado itatumia nguvu.

Hatua ya 6: Udhibiti wa Mwelekeo

Ili kudhibiti mwelekeo wa gari, kitufe kingine cha kushinikiza kinahitajika, na kisha flip-flop nyingine. Walakini, nitadanganya, kwa kutumia flip-flop inayofuata ya 74HC393, baada ya kuzima / kuzima flip-flop, na kitufe cha kuwasha / kuzima.

Wakati pini ya mwelekeo (Pin 2QA) inakwenda chini, pini inayofuata (Pin 2QB) imebadilishwa. Kwa hivyo kushinikiza kitufe cha kushinikiza mara kwa mara kutasababisha KUZIMA - KWENYE MBELE - KUZIMA - KWENYE NYUMA ZA nyuma - KUZIMA - KWENYE MBELE MBALI nk.

Ili gari ikimbilie nyuma, muundo uliolishwa kwa ULN2003 unapaswa kuachwa. Hiyo inaweza kufanywa na rejista ya mwelekeo wa kuhama, lakini sina moja. 74HC595 sio mwelekeo-mbili.

Walakini, niligundua ningeweza kutumia bafa yangu ya octal ya 74HC241. Bafu hii ina sehemu mbili kidogo za 4, na pini tofauti za OE (pato zinawezesha). Pini ya kwanza ya OE inadhibiti pini nne za kwanza za pato, na ya pili pini nne za mwisho. Wakati OE iko kwenye pini za pato zina thamani sawa na pini zinazofanana za pembejeo, na wakati imezimwa, pini za pato zitakuwa katika hali ya juu ya impedance, kana kwamba hazijaunganishwa. Kwa kuongezea, moja ya pini ya OE inafanya kazi chini, na nyingine inafanya kazi juu, kwa hivyo wakati wa kuwaunganisha pamoja, nusu tu ya bafa ndiyo itakayofanya kazi wakati huo.

Kwa hivyo, kwa pembejeo sawa, nusu moja ya bafa inaweza kuendesha gari mbele, na nusu nyingine nyuma. Nusu ambayo inafanya kazi, inategemea thamani ya pini za OE.

Karatasi ya data ya 74HC241 inapatikana kwenye

Wiring inaweza kuwa kama hii:

Bandika 1 (1OE) -> 74HC293 Pini 10 (2QB)

Pin 2 (1A1) -> 74HC595 Pin 15 Pin 3 (1Y4) -> ULN2003 Pin 1 Pin 4 (1A2) -> 74HC595 Pin 1 Pin 5 (1Y3) -> ULN2003 Pin 2 Pin 6 (1A3) -> 74HC595 Pin 2 Piga 7 (1Y2) -> ULN2003 Pin 3 Pin 8 (1A4) -> 74HC595 Pin 3 Pin 9 (1Y1) -> ULN2003 Pin 4 Pin 10 (GND) -> Ground Pin 11 (2A1) -> Pin 2 (1A1) Pin 12 (1Y4) -> Pin 9 (2Y1) Pin 13 (2A2) -> Pin 4 (1A2) Pin 14 (1Y3) -> Pin 7 (2Y2) Pin 15 (2A3) -> Pin 6 (1A3) Pin 16 (1A3) (1Y2) -> Pin 5 (2Y3) Pin 17 (2A3) -> Pin 8 (1A4) Pin 18 (1Y2) -> Pin 3 (2Y4) Pin 19 (2OE) -> Pin 1 (1OE) Pin 20 (VCC) -> 5V

Sasa, wiring inapaswa kukamilika kwa kuongeza nguvu na 5V. Hakikisha kuwa usambazaji wa umeme unaweza kutoa sasa ya kutosha kuendesha gari na nyaya.

Hatua ya 7: Hitimisho

Motor motor inaweza kudhibitiwa bila microcontroller.

IC zilizotumiwa hapa, zilikuwa zingine ambazo nilikuwa nazo hapo awali. Wengi wao sio bora kwa hii, na njia mbadala kadhaa zinaweza kutumika.

• Ili kutoa kunde, chip ya kipima muda cha 555 ni chice nzuri, lakini njia mbadala kadhaa zipo, mfano ile iliyoelezewa katika hii Inayoweza kufundishwa.
• Kwa udhibiti wa kasi, potentiometer yoyote inaweza kutumika, sio tu ya dijiti. Ikiwa una potentiometer ya 10kΩ, badala ya 100kΩ, vipinga 10kΩ vinaweza kubadilishwa na 1KΩ, na capacitor ya 0.1 µF na 1µF capacitor (gawanya vipinga vyote na kuzidisha capacitor na nambari sawa kuweka muda).
• Kutumia rejista ya mabadiliko ya pande mbili, k.m. 74HC194 ingefanya udhibiti wa mwelekeo uwe rahisi.
• Kwa udhibiti wa kifungo, 74HC393 inaweza kubadilishwa na flip-flop, k.m. 74HC73. Ya 555 pia inaweza kuwa na wired ili kutenda kama toggle.