מודול הפרויקט הסופי של נהג צעדים: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

מאת מרקיז סמית ופיטר מו-לאנג

שלב 1: מבוא

בפרויקט זה השתמשנו במנהג צעד כדי לשלוט במנוע צעד לסיבוב. מנוע צעד זה מסוגל לנוע במרווחים מדויקים מאוד, ובמהירויות שונות. השתמשנו בלוח FPGA של Basys 3 כדי לשלוח אות לנהג הצעד והמנוע על גבי מדיום לוח לחם.

פונקציונליות נוספת מוצגת עם מתגים המתאימים לכניסות במנהל ההתקנים. כאשר הם מתפקדים כראוי, מרווחי התנועה המוטורית שלנו יתבססו על מכונת המדינה המיושמת באמצעות קוד HDL וכניסות חוט, מתנועת צעד 1/1 מלאה ועד לתנועה של 1/16 צעדים מדויקים. האיפוס שלנו הוא פשוט "בטוח"; כלומר אם קורה משהו לא רצוי במכשיר המדינה, הנהג יגדיר כברירת מחדל את המנוע להגדרת מרווח התנועה הגבוהה ביותר שלו.

שלב 2: חומרים

להלן החומרים הדרושים להתקנה:

נהג צעדים A4988

Nema 17 Stepper Motor (השתמשנו בדגם בעל 4 חוטים, דגם 6 חוטים ידרוש יותר כניסות וקוד עבור פונקציונליות הספק/מומנט משתנה)

כל קרש לחם סטנדרטי

חוטי מגשר סטנדרטיים

אספקת חשמל משתנה (עבור פרויקט זה, טווחי הכוח מעט ספציפיים ורגישים לביצועים מיטביים)

קלטת (או דגל כלשהו כדי לראות את מדרגות המנוע ברורות יותר)

קליפים תנין (לחיבור הלוח ספק הכוח, אם כי כמובן שניתן לעשות זאת במספר דרכים)

שלב 3: תרשימים, קוד ועיצוב בלוקים

קישור קוד:

קוד זה הוא יישום של מודול PWM; כזה שלוקח כניסות ופלט של שעון דיגיטלי ופלט מחזור "מופעל" ו"כבוי "המדמה כניסות אנלוגיות. רכיב נהג הצעדים שלנו לוקח את הפלט הזה כקלט ומשתמש בו להנעת המנוע בשלבים.

כתב ויתור: בעוד שהתחלנו להשתמש בקוד ה- VHDL של השעון הנתון ושינינו אותו מעט להפעלה על המדרגה שלנו, לא הייתה לו את הפונקציונליות המלאה הדרושה לנו כדי להשתמש במרווחים. הקוד שנמצא בחלק "המקור" בקובץ מציג את הארגון והמחבר בשם סקוט לארסון; עם זאת הוספנו במכשיר המדינה שיצרנו בסוף (באותו קובץ pwm) שמווסת את מחזורי ההפעלה והכיבוי של השעון.

שלב 4: הרכבה

1. באמצעות 2 חוטי מגשר, חבר את שני יציאות ה- PMOD שלך ללוח הלחם. אלה מיועדים לאות pwm_out ולאות הכיוון שלך שיתחבר לנהג המדרגה באופן עקיף.

2. בעזרת 3 חוטי מגשר ורצוי מאותם עמודי PMOD לפשטות, חבר את יציאות ה"דיוק "שלך ללוח הלחם. חוטים אלה מיועדים להגדרה איזה מצב צעד מופעל באמצעות הכניסות במנהג הצעדים שוב

3. בעזרת מחבר בעל 4 פיסות, חבר את מנוע 4 החוטים ללוח הלחם. ודא שההזמנה זהה לנתון בהגדרת המדגם; זה חשוב אחרת אתה עלול לפוצץ את השבב.

4. בעזרת מחבר 4-crimp שני, חבר את הראשון לשני.

5. בהנחה שאתה משתמש באספק חשמל כפול (2 רמות מתח/אמפר נפרדות), חבר את יציאת ה- VCC של הלוח ללוח הלוח כפי שמוצג. הערה: ודא כי ניתן הלוח (ולאחר מכן נהג הצעדים) לפני המנוע בשלב הבא, מכיוון שאתה עלול להרוס את פנימי השבבים עם המתח העודף.

6. לבסוף, בעזרת קליפי התנין או חוטים אחרים, חבר את מתח המוצא השני למנוע IN SERIES. וודא שוב כי הדבר משתמש בפלט הנכון במנהל ההתקנים.

שלב 5: מסקנה

ויש לך את זה, מנוע צעד פועל שמשנה את צעדיו בהתאם לקלט החוט שניתן לנהג הצעדים. בשל הזמן המוגבל שלנו, לא הצלחנו, אך רצינו להשתמש ב- Python כדי לתרגם קוד G למחזורי שעון שאפשר להשתמש בהם בצומת עם מספר מנועים ליצירת מודול רב ציר. כמו כן, לא הצלחנו לגרום למצב צעד 1/16 הסופי (המדויק ביותר) לפעול באופן עקבי. סביר להניח שזה נבע מכך שמכשיר המדינה שלנו נתפס או התאפס אוטומטית לפני שהגיע לשלב זה, גם כאשר תשומות המתג שלנו היו נכונות.

להלן הקישור האחרון לסרטון:

drive.google.com/open?id=1jEnI3bdv_hVR-2FiZinzCbqi8-BS3Pwe