Descriere proiect

Proiectul de azi are ca scop controlul precis al unui motor pas cu pas NEMA17, utilizând un ESP32 pentru a emite impulsuri de control către motor folosind driver-ul HW A4988. Acest lucru poate fi folosit în diverse aplicații, precum roboți, imprimante 3D, dispozitive CNC sau alte proiecte care necesită poziționare precisă.

Motorul pas cu pas

Un motor pas cu pas (stepper) este un tip special de motor electric proiectat pentru a roti unghiuri precise în funcție de semnalele primite de la un controler. Acesta utilizează pași individuali pentru a realiza rotația și este utilizat într-o varietate de aplicații.

Iată câteva concepte cheie despre modul în care funcționează un motor stepper:

  • Bobine și Poli Magnetici:
    • Majoritatea motoarelor stepper au două sau mai multe bobine  în interiorul lor.
    • Fiecare bobină este asociată cu un pol magnetic (Nord sau Sud).
  • Rotor și Pași:
    • Rotorul motorului stepper este format dintr-un magnet permanent sau o serie de magneți permanenți.
    • Motorul este proiectat astfel încât să poată executa pași specifici pentru a roti rotorul unghiuri precise.
  • Controlul Pașilor:
    • Motorul stepper este controlat printr-un controler extern care emite impulsuri electrice.
    • Fiecare impuls determină motorul să execute un pas specific.
    • Direcția rotației este determinată de schimbarea polarității curentului în bobine.
  • Microstepping:
    • Multe controlere moderne de motoare stepper utilizează tehnica de “microstepping” pentru a oferi rotații mai fine.
    • În loc să facă un pas întreg, microstepping împarte un pas în fracțiuni mai mici, permițând un control mai precis al poziției.
  • Tipuri de Motoare Stepper:
    • Există mai multe tipuri de motoare stepper, inclusiv unipolare și bipolare. Unipolare utilizează doar o singură bobină activă la un moment dat, în timp ce bipolare utilizează ambele bobine.
    • Există, de asemenea, motoare cu pas întreg și motoare cu pași unghiulari mai mici, cum ar fi cele cu microstepping menționate anterior.
  • Folosirea Encoderelor sau Senzorilor de Poziție:
    • În unele aplicații, motoarele stepper pot fi echipate cu encoderi sau senzori de poziție pentru a furniza un feedback precis despre poziția rotorului.

Motorul stepper oferă un control precis și fiabil al poziției în aplicații în care este crucială poziționarea exactă, cum ar fi în dispozitivele CNC sau roboții industriali.

Controlarea pașilor

controlarea pașilor unui motor stepper implică furnizarea unei secvențe de semnale de comandă care determină motorul să execute pași individuali. Iată pașii principali pentru controlul unui motor stepper:

  • Secvența de Control a Bobinelor:
    • Un motor stepper are bobine înfășurate de sârmă în jurul unui stator. Aceste bobine sunt activate într-o anumită secvență pentru a genera câmpuri magnetice care mișcă rotorul motorului.
  • Modurile de Operare:
    • Majoritatea motoarelor stepper funcționează în unul dintre cele două moduri principale: pas întreg și microstepping.
    • Pas întreg: Motorul execută pași întregi, trecând de la o poziție la alta într-o secvență de impulsuri.
    • Microstepping: Motorul poate executa pași mult mai mici, împărțind un pas întreg în fracțiuni mai mici. Acest lucru permite o mișcare mai lină și precisă, dar necesită controlere mai complexe.
  • Controlul Direcției:
    • Controlul direcției motorului stepper se realizează prin inversarea polarității curentului prin bobinele motorului.
    • Schimbarea direcției implică schimbarea modului în care sunt aplicate impulsurile la bobine.
  • Generarea de Impulsuri:
    • Un controler (cum ar fi un microcontroler sau un driver de motor) furnizează impulsuri către bobinele motorului într-o anumită secvență.
    • Un impuls este o scurtă perioadă de curent electric care activează o bobină, determinând un pas al motorului.
  • Secvența de Control a Bobinelor pentru un Motor Bipolar:
    • O secvență de control comună pentru un motor stepper bipolar este “1-0-1-0” sau “A+/A-/B+/B-“, unde A și B reprezintă cele două bobine.
    • Pentru a face motorul să execute un pas, se activează o bobină, iar apoi se dezactivează, apoi se activează cealaltă bobină și se dezactivează.
  • Feedback și Corecție:
    • În anumite aplicații, se poate adăuga feedback prin intermediul encoderelor sau senzorilor de poziție pentru a asigura precizia poziționării motorului și pentru a corecta eventualele erori de poziționare.

Controlul pașilor unui motor stepper este crucial în aplicații care necesită poziționare precisă și controlul mișcării. Utilizarea unui driver de motor (cum ar fi A4988) facilitează implementarea controlului motorului stepper, deoarece se ocupă de aspectele complexe ale generării impulsurilor și gestiunii curentului motorului.

 Componente

Schema electronică/sistem

  • Conectează pinii STEP, DIR și pinii de pe  A4988 (ca în poza de mai sus) la pinii digitali ai ESP32 (de exemplu, GPIO 2 și 4).
  • Asigură-te că alimentarea motorului și A4988 este potrivită pentru motorul tău stepper. Eu am alimentat motorașul la 12 V de la sursă externă de curent continuu.
  • Am mai adaugat un condensator de 47uF la bornele sursei de alimentare pentru evita voltage spikes

Cod de test

Demo

 Documentație proiect

Afiliere eMag

Linkurile de la secțiunea “Componente” conțin adresa mea de afiliere la eMag.ro, iar dacă cumperi folosind aceste linkuri vei susține blogul meu. Mulțumesc!

eMag Genius

Hai și tu în Genius! Abonează-te la Genius 12 luni și primești beneficii premium și 20 lei card cadou eMAG. Profită acum! eMag Genius

Mulțumesc pentru atenție!

Pentru întrebări și/sau consultanță tehnică vă stau la dispoziție pe blog mai jos în secțiunea de comentarii sau pe email simedruflorin@automatic-house.ro.

O zi plăcută tuturor !

Back to top of page

De Florin Simedru

Autor

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *


The reCAPTCHA verification period has expired. Please reload the page.