28BYJ-48 léptető motor információ és tippek
Léptetőmotor 28BYJ-48
Először is: Ezt az érdekes cikket a https://grahamwideman.wikispaces.com/Motors-+28BYJ-48+Stepper+motor+notes oldalon találtam.
Sajnos a wikispaces.com bejelenti, hogy 2018/2019-ben leállítja a wiki szolgáltatást. Annak érdekében, hogy ez az oldal ne tűnjön el teljesen, átvettem itt, és a lehető legjobban lefordítottam.
Az eredeti oldal angol nyelvű PDF-formátumban a cikk végén is letölthető.
Nagyon köszönöm Graham Wideman-nak a léptető motorral kapcsolatos részletes tájékoztatását.
Ez a cikk néhány megjegyzéssel rendelkezik egy olcsó, reduktoros léptetőmotorról, amely különféle formákban kapható különböző gyártóktól, beleértve az Adafruitot, a robotikai kereskedőket, az amerikai eladóktól és Kínától származó eBay-t.
Nyilvánvalóan ezek a léptetőmotor árai - az 5VDC 32-Step 1/16 Gearing) meglehetősen valószínűtlenné tette a használt 4-es sebességfokozatot (a jobb felsőtől 16 foggal a második). Ezt a rejtvényt azzal magyarázzák, hogy összehasonlítom az Adafruit katalógus képét az Adafruit motorjának belsejéről készített képemmel. Nyilvánvaló, hogy az Adafruit katalógus képe valóban megegyezik azzal a motormodellel, amelyet a RioRand (és sok más gyártó) értékesít.
| Adafruit online katalógus fotó (állapot: aktuális) | Adafruit belső | RioRand motor |
| A jelenlegi Adafruit 858 motor képe. | A RioRand motor úgy néz ki, mint az Adafruit katalógus képe! |
Az egyes motorok eltérő nézete
A tényleges felszerelés részletei
Adafruit felszerelés [Ábra javítva 2015-01-28] RioRand sebességváltó
Számolja ki és hasonlítsa össze a sebességfokozatokat
| Adafruit | ||||||||
| bejárat | 1 motor forgása | 32 | 22-én | 16. | 31 | 349184 | 513.0343 | |
| kijárat | 9 fog | 11. | 22-én | 10. | 1 tengelyfordulat | 21780 | 1/16.032 | 513 lépés 0,999933 fordulat |
| RioRand | ||||||||
| bejárat | 1 motor forgása | 32 | 22-én | 26-án | 31 | 567424 | 2037.886 | |
| kijárat | 9 fog | 11. | 9. | 10. | 1 tengelyfordulat | 8910 | 1/63,68395 | 2038 lépés 1.000056 fordulat |
| 3. Petr motorja | ||||||||
| bejárat | 1 motor forgása | 32 | 22-én | 27. | 24. | 456192 | ||
| kijárat | 9 fog | 11. | 9. | 8. | 1 tengelyfordulat | 7128 | 1/64 | 2048 lépés 1.0 fordulat |
(A 3. számú motort e-mailben adta hozzá a cseh Petr, aki „28BYJ-48” -t vásárolt egy helyi internetes kereskedőtől. Pontos aránya miatt nagyon érdekes.)
Alsó sor: Ezeknek a 28BYJ-48 motoroknak sok ugyanaz a sebességváltója van, csak egy vagy kettő változik.
A fő érdeklődésre számot tartó jellemzők a tekercsenkénti ellenállást, az ebből következő tekercsenkénti áramot és az áramhatárot jelentik, amelyen túl a motor nem kívánatosan felmelegszik.
Ezek a specifikációk hajlamosak a zavartságra, mert:
- Két kanyargós kör van.
- „Egypólusú motorként” mindegyik tekercsnek van egy középső csapja, a két középső csap össze van kötve egymással a motoron belül, és a közös (V + 5. tű) csatlakozásnak kell lennie.
- A tekercs bekapcsolásához kösse össze a vezetéket (1–4. Tű) a földeléssel.
A tekercselés ellenállásának tárgyalásakor fontos, hogy egy teljes tekercselésről van-e szó, vagy csak a középső csap és a végcsatlakozás közötti ellenállásról. A következő táblázatban az ellenállási adatok fél tekercsre vonatkoznak; ez az (1.4) csaptól az 5-ös tűig terjed.
| Adafruit | 5V | 26 ohm | 42 ohm (3. megjegyzés) | 5V | 165mA | 330mA |
| RioRand | 5V | 27 ohm | 5V | 165mA | 330mA | |
| Adafruit | 12V | 90 ohm | 12V | 125mA | 250mA | |
| 7V | 70mA | 140mA | ||||
| 5V | 50mA | 100 mA |
1. megjegyzés: A tipikus Darlington-meghajtóval (L293D, ULN2003) a meghajtó a teljes tápfeszültség kb. 0,75 V – 0,85 V-ot vesz fel. Az 5 V-os tápfeszültségről történő működés kb. 4,2 V-ot ad a motor (fél) tekercsében.
2. megjegyzés: Feltételezzük, hogy mindig két félfordulatot hajtanak meg. Ez azt jelenti: négyfázisú lépésminta.
3. megjegyzés: [Ebben az időpontban. Remélhetőleg az Adafruit frissül.] Az Adafruit specifikációja nem mondja meg, hogy ez egy fél fordulatot vagy egy teljes fordulatot jelent-e. Az Adafruit nem sorolja fel a 12V-os modell ellenállási specifikációit.
Kapcsolja be a motort
Úgy tűnik, hogy ennek a 28BYJ-48 motornak a szokásos vezetési módja egy ULN2003 Quad Darlington meghajtóval működik, amelyhez sok olcsón rendelkezésre álló kitörőlap található (némelyik LED-es, amelyeket nagyon kényelmes programozni), gyakran a motorral mint például a RioRand.
Ez az illesztőprogram négy vezetéken keresztül csatlakozik egy vezérlőhöz, például egy Arduino-hoz, és az egyes lépéseket a szoftver vezérli.
Amikor a motor specifikációja „513 lépés/kimeneti tengely fordulatszáma” írja le, az a következő négyfázisú sorrend használatára utal, ahol egy lépés megfelel a táblázat egy sorának előrehaladásának. Tehát a teljes lépéssor 128,25 ciklusa.
ULN2003 Driver Board megjegyzések
Probléma: Ez a népszerű vezérlőpanel 4 bemeneti érintkezővel rendelkezik a négy fázis számára, és két különálló tápegységgel rendelkezik, amelyek az Arduino-tól (vagy egy másik vezérlőtől) eltérő áramforrásból származnak. Nincs megfelelő pont arra, hogy teret teremtsünk az Arduino és a vezetőtábla között. Más hasonló illesztőprogram-kártyák elkerülik ezt a hibát (földelőcsapot biztosítanak a bemeneti jelek mellett).
Ennek a táblának a megoldása az lenne, ha forrasztanánk egy további fejléccsapot a földeléshez az „IN5” pontnál, és a tábla alatt egy kábelt forrasztunk ettől a csaptól egy földelővezetékig (például az ULN2003 8. tűje). A fel nem használt ULN2003 bemenet földelésének nincs negatív hatása.
Az elektromos csapok és jumperek magyarázata
- Ha nincs áthidaló, akkor a 2. tű pozitív tápja csak az UNL2003 („Közös”) pozitív tápcsatlakozóba kerül.
- A jumper telepítésével ugyanazt a pozitív tápot továbbítja a közös motor (a motor foglalatán) és a LED-ek is.
Azok a szállítók, akik magyarázatot adnak az áthidalóra, szerintük kényelmesen le kell tiltaniuk a motort. (Csak akkor helyezze be vagy távolítsa el az áthidalót, ha a tápfeszültség ki van kapcsolva, hogy elkerülje a motor induktivitásának okozta tranzienseket, amelyek károsíthatják az ULN2003-at.)
Például az áthidaló nem alkalmas az ULN2003 és a motor külön ellátására. Erre nincs szükség, és nem fog megfelelően működni. Vegye figyelembe a belső ULN2003 áramkört, különösen a védő diódát, amely az egyetlen funkció, amely az ULN2003 COM terminálhoz csatlakozik.
| 1 | mínusz | Tápellátás földje |
| 2 | plusz | Pozitív tápegység az ULN2003 számára, valamint a LED-ek és a motor, ha az áthidaló telepítve van |
| 3 | plusz | Jumperrel való használatra |
| 4 | Motorellátás | A jumperrel aktiválja a motort és a LED-eket (általános eset). |
A belső séma az ULN2003 egy szakaszához, egy TI adatlapból: Az ULN2003 egyetlen kapcsolata a plusz tápegységgel (itt „COM” felirattal, mint a közös pozitív ellátásnál) a védő diódán keresztül történik.
Négy vagy nyolc fázis
Van némi vita arról, hogy a motor jobban működik, ha nyolc fázissal működtetik (váltakozva 2 tekercset, 1 tekercset bekapcsolva ...), de nem érzékeltem a 8 fázissorrendet javulásként. Valójában az volt a benyomásom, hogy a 8 fázisú sorozat valójában kevesebb nyomatékot produkált, bár ezt még nem vizsgáltam teljes körűen.
Szekvenciák és huzalozás
A következő sorrend négy fázisban működik:
És nyolc fázisban:
PWM motor vezérlés
Hőleadás
- A 12V motor 12V PS-vel: 12V * 0,25A = 3W
- Környezeti hőmérséklet
23 ° C A motor kb
23 ° C
A nyomaték viszonylag nehezen mérhető, ami az interneten hiányos és nagyon sokféle specifikáció elterjedéséhez vezethet. Felállítottam egy nyers készüléket, hogy megbecsüljem a nyomaték becslését ezekből a különböző tápfeszültséggel működő motorokból. A készülék egy motor tartóból, a motor tengelyéhez rögzített karból és a kar végén (a tengelytől 10 cm-re) egy kosárból áll, amelyben súlyok helyezhetők el. A legfrissebb amerikai egy centes érméket használtam, amelyek súlya 2,5 gramm volt, és digitális mérleggel lemértem a különféle terheléseket. Ezzel két mérést végezhetünk:
- Terhelésfüggő indítási jellemző: Max. Nyomaték, amelyet a motor képes kifejteni, ha egyik helyzetből a másikba irányítják. Ennek teszteléséhez terhelést helyezünk a kosárba úgy, hogy a kar vízszintesen van, és szólunk a motornak, hogy emelje fel. Addig növeljük a terhelést, amíg a motor leáll az emelésnél.
- Tartó nyomaték: Ha a motor álló helyzetben van és a kar vízszintesen van, akkora súlyt teszünk a kosárba, hogy a motor már nem tudja támogatni. Ez általában sokkal nagyobb nyomatékérték, mint a meghúzási nyomaték.
A nyomatékértékeket gramm-erő * cm (gf * cm) egységekben adják meg. Mivel a kosár a karon van 10 cm-re a motor tengelyétől, 15 g súlya 10 * 15 = 150 gf * cm nyomatéknak felel meg.
A méréseket többször megismételtem mindkét irányban (a kar egyik vagy másik végén lévő súly). Az alábbiakban bemutatott eredmények statisztikailag nem szilárdak (csak egy 5V-os és két 12V-os motormotor), de talán reprezentatívak és minden bizonnyal érdekes összehasonlítani az Adafruit által felsorolt specifikációval.
Vegye figyelembe, hogy ezek nagyon alacsony sebességű mérések. Nagyobb fordulatszámon a meghúzási nyomaték csökken, mivel a lépésenkénti rövidebb idő alatt az áram változik annak érdekében, hogy „leküzdjék” a tekercselés induktivitását és elérjék teljes értékét.
Nyomaték eredményei
Minden nyomaték gramm erőben * cm.
| Adafruit | 5V | 5V | 170-190 | 950-1050 | 150 |
| RioRand | 5V | 5V | 740-820 | 2000 (1. megjegyzés) | |
| Adafruit | 12V | 12V | 370-400 | 1450-1550 | 250 |
| 10V | 310-340 | 1350-1450 | |||
| 9V | 270-300 | 1200-1300 | |||
| 7V | 190-220 | 900-1000 | |||
| 5V | 120-140 | 690-800 |
Megjegyzések:
- 1. megjegyzés: A kihúzási tesztem körülbelül 200 g x 10 cm-es találatot ért el, és ekkor a fogaskerék fogai eltörtek. Lásd az alábbi képeket.
- 2. megjegyzés: Sem az Adafruit, sem a RioRand [jelenleg] nem sorol fel behúzási specifikációt, olyan specifikációt, amely kritikus a teher tényleges mozgatásához.
- 3. megjegyzés: Az Adafruit tartási nyomaték specifikációja hatszorosára túl alacsony! Ennek ellenére a motor hatszor erősebb (miközben tartja), mint Adafruit mondja.
- 4. megjegyzés: A RioRand 5V motor tartási nyomatéka talán nem volt meglepő, és körülbelül négyszerese az Adafruit 5V motornak, amely a négyszer nagyobb reduktor.
Törött fogak a tartási nyomaték tesztelésekor
28BYJ-48 RioRand motor. Mivel a RioRand motor nagyobb áttételű, nagyobb nyomatékot képes felvenni, anélkül, hogy elveszítené helyzetét. Ennek a nagyobb nyomatéknak az alkalmazása azonban nyilvánvalóan túl sok a fogak számára. A tényleges maximális nyomatékot, amelyet ellenáll, nem a léptető tartási nyomatéka, hanem a fog szilárdsága határozza meg.
| 4. fokozat | 5. fokozat |
Minősítési korlátozások
- Ezen kezdetleges nyomatékvizsgálatok elvégzése során számomra úgy tűnt, hogy a 28BYJ-48 motor egyes fázisai erősebbek, mint mások. Minden motor esetében bizonyos fázisok vagy pozíciók következetesen úgy tűntek, mint amelyek a legkisebb nyomatékot produkálták. Ez mind a nyomatékra, mind a tartási nyomatékra vonatkozott.
- Valószínű, hogy az erőátviteli kimeneti tengelyre gyakorolt nyomás, hogy oldalirányú erőt alkalmazzon (nem csak forgási), némi kötési súrlódást hoz magával. (Bizonyos oldalsó erő elkerülhetetlen a fogaskerekek használatakor.) Ez a súrlódás valószínűleg a nyomatékkal szemben és a nyomaték megtartásának kedvez.
Megfigyelések; Felhasználási javaslatok
5V? vagy 12 V-os motor 7 V-nál?
Arduino kártyát vagy más kisméretű vezérlőpanelt tartalmazó alkalmazások esetén valószínű, hogy a felhasználó inkább nem a motort kezeli a kártya + 5 V-os tápfeszültségéről, hanem inkább az upstream + 7 V-os vagy magasabb áramforráshoz kívánja csatlakoztatni. Érdemes megjegyezni, hogy a> 7 V tápfeszültséggel működő 12 V motor jobb nyomatékot nyújt, mint az 5 V táp 5 V mellett és alacsonyabb energiafogyasztás mellett.
hangmagasság
A használt sebességváltó miatt van
- Forgásirány a kimeneti tengely helyzetében, kb. +/- 3 fok (összesen 6 fok)
- a lejtés mellett néhány extra fordulat terhelés alatt. Például a 12 V-os motor, amelyet egy 12 V-os tápegység hajt, a terhelési nyomatéknál valamivel kisebb terhelést produkált, ami további 9 fokos forgást.
Noha a sebességcsökkentő az alap léptetőmotor sebességénél jóval lassabb és nagyobb forgatónyomatékkal rendelkezik, a helyzet pontosságának arányos növekedését nem eredményezi. Hasonlítsa össze a meredekséget, és használja a számokat egy tipikus léptetőmotor lépésenkénti méretéhez, 200 fordulat/fordulat (1,8 fok - jobb mikrolépés-meghajtóval).
Ennek ellenére ezek a 28BYJ-48 motorok hasznos alkalmazásokat találnak. Például a következő lehetséges:
- Helyezze a könnyű tárgyakat, például egy animált mechanikus kijelzőre, például egy óraszámlapra,
- Mozgassa az állandó terhelésű karokat vagy rudakat (mint egy szervón),
- Forgassa el a menetes rudat ott, ahol a pontos forgási helyzet kevéssé fontos
A 28BYJ-48-at vizsgáló emberek:
- Fogaskerekes léptetőmotor
- Ugyanazt a sebességváltót fedezte fel, mint amit a RioRand fent leírt, de egyes plakátok azt állítják, hogy van egy pontos 1:64 sebességfokozatú modell.
- http://42bots.com/tutorials/28byj-48-stepper-motor-with-uln2003-driver-and-arduino-uno/
Töltse le az eredeti oldalt angol nyelven PDF formátumban