28BYJ-48 5V स्टेपर मोटर और A4988 ड्राइवर: 4 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

कभी अपने Arduino या micro:bit के केवल कुछ आउटपुट का उपयोग करके, एक सटीक कोण पर मुड़ने के लिए रोबोट प्राप्त करना चाहते थे? सस्ते के लिए यह सब? यह आपके लिए शिक्षाप्रद है! इस निर्देश में हम देखेंगे कि हमारे नियंत्रक के केवल 2 आउटपुट का उपयोग करके और केवल 5V बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता के लिए एक बहुत ही सस्ते स्टेपर मोटर को कैसे चलाया जाए!

मैंने जानकारी इकट्ठा करने के लिए थोड़ा संघर्ष करने के बाद, कभी-कभी गलत सूचनाओं पर ठोकर खाने के बाद, और मैं दूसरों को उसी प्रक्रिया से गुजरने से बचाना चाहता था।

लेकिन शुरू करने से पहले, ऐसी बाधा क्यों?

• 5V क्यों: क्योंकि मैं इसे एक मोबाइल रोबोट पर एकीकृत करना चाहता हूं जो केवल 3.7 लिथियम बैटरी के साथ चलेगा जिसे मैं बूस्टर के साथ 5V प्राप्त कर सकता हूं।
• A4988 का उपयोग क्यों करें और ULN2003 का नहीं जो अक्सर 28BYJ मोटर के साथ आता है? क्योंकि, सबसे पहले, इसके लिए 4 इनपुट की आवश्यकता होती है। इसलिए A4988 का उपयोग करने से हम अपने 2 कीमती नियंत्रक आउटपुट बचा सकते हैं (और यदि आप माइक्रो के साथ काम करना पसंद करते हैं: बिट जैसा कि मैं करता हूं तो वे आउटपुट कीमती हैं…)! लेकिन और भी है! केवल उच्च आवेगों के रूप में कदम देकर मोटर चलाने में सक्षम होने के कारण, हमें एक साधारण पीडब्लूएम के साथ मोटर चलाने की संभावना मिलती है। कर्तव्य चक्र को 50% तक ठीक करने से, PWM की आवृत्ति बदलने से मोटर की घूर्णन गति बदल जाएगी। वह महान क्यों है? क्योंकि अगर आप मेरी मोटर की गति निर्धारित करना चाहते हैं और फिर मेरे Arduino या micro:bit के साथ अन्य चीजों को नियंत्रित करना चाहते हैं, तो आप बस मेरा PWM सेट कर सकते हैं और इसके बारे में भूल सकते हैं, जिससे आपका कोड इतना अधिक पठनीय हो जाएगा और आपका जीवन इतना अधिक हो जाएगा। आसान (उदाहरण के लिए यदि आप इस तरह का रोबोट बनाना चाहते हैं)।

तो चलो शुरू हो जाओ !

आपूर्ति

यहाँ आपको इस निर्देश के लिए आवश्यकता होगी:

• 1x 28BYJ स्टेपर मोटर
• 1x A4988 ड्राइवर
• 1x ब्रेडबोर्ड या प्रोटोटाइप बोर्ड, एक संधारित्र और कुछ तार
• माइक्रो: बिट और एक्सटेंशन बोर्ड या Arduino
• 5V बिजली की आपूर्ति (+3.3V यदि आप माइक्रो: बिट का उपयोग करते हैं)। इसके लिए मैंने 18650 लिथियम बैटरी और बैटरी शील्ड का इस्तेमाल किया।
• 1x मल्टीमीटर

चरण 1: हमारे सिस्टम को जानना

पहली चीज जो मैं शुरू करने की सलाह दूंगा, वह होगी स्टेपर मोटर्स और A4988 ड्राइवर के बारे में अधिक जानना। अरे, लेकिन हमें इस ड्राइवर की आवश्यकता क्यों है? क्या हम बिना ड्राइवर के स्टेपर मोटर को नियंत्रित कर सकते हैं? जवाब न है। माइक्रो: बिट और अरुडिनो जैसे बोर्ड सूचना को संसाधित करने में अच्छे हैं, लेकिन अधिक करंट देने में नहीं हैं, और स्टेपर मोटर चाल बनाने के लिए आपको करंट की आवश्यकता होती है। इस बारे में अधिक जानने के लिए कि मोटर और ड्राइवर दोनों कैसे काम करते हैं, यह वह संदर्भ है जिसकी मैं अनुशंसा करता हूं। यह सिंथेटिक है, लेकिन इसमें वायरिंग के लिए आवश्यक अधिकांश जानकारी भी शामिल है।

लेकिन कुछ भी तार करने की कोशिश करने से पहले प्रतीक्षा करें! क्या 28BYJ को A4988 के अनुकूल बनाया गया है? यदि आप एक त्वरित खोज करते हैं, तो आप देखेंगे कि यह मोटर ड्राइवर के रूप में A4988 के साथ शायद ही कभी आती है। यदि आप पिछले संदर्भ को अच्छी तरह से पढ़ते हैं तो आप देख सकते हैं कि क्यों: हमारा स्टेपर एक यूनिपोलर मोटर है जबकि A4988 को बाइपोलर मोटर चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, इसलिए हमें अपनी मोटर को थोड़ा हैक करना होगा!

चरण 2: मोटर को हैक करना

अपने मोटरों को मोटर चालक के अनुकूल बनाने के लिए बस सफेद कनेक्टर से लाल तार निकाल लें। लाल तार को हटाने के लिए कनेक्टर को काटने के लिए और मोटर के लाल तार को काटने के लिए। फिर कनेक्टर पर पीले और गुलाबी केबल को स्वैप करें। अगले चरण के लिए लाल तार और कनेक्टर रखें!

कनेक्टर से एक केबल निकालने के लिए उस तार को धक्का दें जिसे आप कनेक्टर में हटाना चाहते हैं और फिर एक तेज उपकरण के साथ कनेक्टर पर दिखाई देने वाले धातु के बिट को धक्का दें (ऊपर एक तस्वीर है जहां मैं अपने पसंदीदा चाकू, ओपिनल के साथ ऐसा करता हूं!), और अंत में खींचो और अंततः ऊपर की तस्वीर के अनुसार पूरी बात सामने आनी चाहिए। आखिरी तस्वीर दिखाती है कि उन संशोधनों के अंत में कनेक्टर कैसा दिखना चाहिए: कनेक्टर पर केबल का क्रम नारंगी/गुलाबी/पीला/नीला होना चाहिए।

(पुनश्च: ऑनलाइन आपको कुछ ट्यूटोरियल मिलेंगे जो इंगित करते हैं कि आपको मोटर से लाल तार को हटाना है और फिर पीसीबी को खरोंच करना है, इसके बारे में भूल जाओ, यह आवश्यक नहीं है। बेकार?)

चरण 3: चालक की स्थापना

अब… चालक के साथ इस मोटर को चलाने का समय आ गया है? अभी तक खेद नहीं है! आप A4988 बोर्ड पर पेंच देखते हैं? खैर, हमें इसके साथ खिलवाड़ करना होगा। यह पेंच मूल रूप से आपको यह निर्धारित करने की अनुमति देता है कि आपके मोटर के कॉइल से कितना करंट जाएगा। हमारे मामले में, जबकि हमारी बिजली आपूर्ति 5V देती है और मोटर में हमारे कॉइल का प्रतिरोध 50 ओम है, हमारा करंट 100mA से अधिक नहीं होगा, जिसे मोटर द्वारा समर्थित किया जाना चाहिए ताकि आप अंततः इस चरण को छोड़ सकें। हालाँकि अगर आप मेरे जैसे हैं और आप चाहते हैं कि आप मोटर को केवल उतना ही करंट लें, जितनी उसे जरूरत है तो साथ चलें।

तो ड्राइवर को सेट करने के लिए, उन अनुकूलन के साथ इस आलेख की विधि 2 का पालन करें (जैसा कि ऊपर दी गई तस्वीर में दिखाया गया है)

1. तर्क और मोटर पावर इनपुट दोनों के लिए बैटरी शील्ड से 5V का उपयोग करें (VMOT को 8V से अधिक की आवश्यकता है लेकिन 5V काम करता है!) बोर्ड पर 2 GND पिन जुड़े हुए हैं, इसलिए उन दोनों को बैटरी ग्राउंड से जोड़ने की कोई आवश्यकता नहीं है।
2. STEP और DIR पिन को 5V से भी कनेक्ट करें (Arduino से नहीं जैसा कि संदर्भित लेख में दिखाया गया है)
3. मल्टीमीटर सेट करते समय, मैंने करंट को 50mA पर सेट किया, जो कि मेरे मोटर्स को आधे-चरणों (अगले चरण में उस पर और अधिक) का उपयोग करके चलाने के लिए पर्याप्त था। मोटर के कॉइल में करंट को मापने के लिए मेरे मल्टीमीटर को जोड़ने के लिए, जैसा कि आप ऊपर की छवि में देख सकते हैं, मैंने कनेक्टर से पीले तार को अनप्लग किया और लाल तार को अंदर डाल दिया, ताकि मैं अपना मल्टीमीटर लाल से लगा सकूं करंट मापने के लिए पीला तार।

चरण 4: मोटर को नियंत्रित करना

बस, हम अपनी मोटर को मोड़ने के लिए लगभग तैयार हैं। करने के लिए केवल एक चीज है:

1. हमारे सिस्टम से हमारे मल्टीमीटर को हटाने के लिए यदि पहले से नहीं किया गया है,
2. MS1 को 5V से कनेक्ट करें जो ड्राइवर को आधे-चरणों का उपयोग करने के लिए मजबूर करेगा (मुझे रोबोट को 5V पर पूर्ण चरणों के साथ चालू करने में परेशानी हो रही थी। लेकिन मेरे उद्देश्य के एक हिस्से के रूप में 5V पर सब कुछ चलाना था, मैंने थोड़ी गति का त्याग करना स्वीकार किया। और कुछ सटीकता हासिल करने के लिए),
3. हम अपने नियंत्रक से जो चाहते हैं उसके साथ STEP और DIR पिन प्रदान करें।

फिर: यदि आप Arduino का उपयोग करके मोटर को नियंत्रित करना चाहते हैं, तो बस यहाँ लेख का अनुसरण करें जहाँ आपको एक नमूना कोड मिलेगा। यदि आप इसे माइक्रो: बिट से नियंत्रित करना चाहते हैं तो मेरे साथ थोड़ी देर और रुकें।

माइक्रो: बिट, Arduino के रूप में, GPIO के साथ आता है। इसलिए, एक बार जब हम इसे पावर देते हैं (3.3V के साथ!), तो हम इसे STEP और DIR आउटपुट करने के लिए प्रोग्राम कर सकते हैं। जबकि बहुत सारे इनपुट और आउटपुट प्रतीत होते हैं, सावधान रहें कि वास्तव में उनमें से कई पहले से ही कुछ अन्य उद्देश्यों के लिए आरक्षित हैं। आप इस लेख में इसके बारे में अधिक जान सकते हैं। आप इस लेख में देखेंगे कि वास्तव में कई इनपुट/आउटपुट डिस्प्ले के साथ साझा किए जाते हैं, और इसलिए, यदि आप उन लोगों का उपयोग करना चाहते हैं, तो आपको डिस्प्ले को बंद करना होगा। लेकिन चलो डिस्प्ले को बंद न करें! तो हम किन पिनों का उपयोग कर सकते हैं? मैं पिन 2 और 8 का उपयोग करूंगा क्योंकि मैं पैड (पिन 2) का उपयोग नहीं करूंगा।

माइक्रो का प्लग पिन 2: बिट टू स्टेप, पिन 8 से डीआईआर, अपने पसंदीदा माइक्रो: पायथन एडिटर (मैंने एमयू-एडिटर का इस्तेमाल किया) का उपयोग करके संलग्न प्रोग्राम को अपलोड करें। यह प्रोग्राम मूल रूप से पिन 2 पर 1 मिलीसेकंड (और 50% कर्तव्य चक्र) की अवधि के साथ एक PWM सेट करता है, और आपकी मोटर घूमती होनी चाहिए। पिन को ८ से ० या १ पर सेट करें ताकि वह एक या दूसरे तरीके से घूम सके और अवधि को बदल कर अपनी मनचाही गति को मोड़ सकें (जब तक आप नहीं चाहते कि यह बहुत तेज़ हो… मेरे लिए हर मिलीसेकंड एक पल्स थी अधिकतम गति तक मैं पहुँच सकता था)।

चीजों को थोड़ा और कॉम्पैक्ट बनाने और मोबाइल रोबोट पर इसे आसानी से अपनाने के लिए मैंने एक छोटा सा बोर्ड बनाया। बोर्ड ऊपर की तस्वीर में दिखाया गया है। छवि में VMOT से VDD तक जाने वाला एक बैंगनी तार है जो छाया में छिपा हुआ है। इसके अलावा, एसएलपी से आरएसटी में जाने वाला पीला तार वास्तव में मिलाप नहीं होता है, मैंने इसे केवल उन 2 पिनों को जोड़ने के लिए बोर्ड के पीछे रखे सोल्डर का प्रतिनिधित्व करने के लिए रखा है। टिप्पणी: ऐसी प्रणाली के साथ आमतौर पर हीट सिंक की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि हम 1A से बहुत कम, बहुत अधिक आकर्षित करते हैं।

बस इतना ही, मुझे आशा है कि यह निर्देश आप में से कई लोगों को अपनी परियोजनाओं में स्टेपर मोटर की शक्ति का आनंद लेने में मदद करेगा।