如何用Arduino控制28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)
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在本文中,我們將學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī),28BYJ-48電機(jī),以及如何使用Arduino控制它。
步進(jìn)電機(jī)廣泛用于精密控制應(yīng)用,如3D打印機(jī),數(shù)控機(jī)床,相機(jī)滑塊和機(jī)器人。其中最實(shí)惠和常用的步進(jìn)電機(jī)愛(ài)好者和電子學(xué)習(xí)者是28BYJ-48,通常與ULN2003驅(qū)動(dòng)模塊配對(duì)。在本文中,我們將深入了解步進(jìn)電機(jī)的基本原理,28BYJ-48電機(jī),以及如何使用Arduino控制它。
步進(jìn)電機(jī)是如何工作的?
步進(jìn)電機(jī)是一種以離散步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。與連續(xù)旋轉(zhuǎn)的常規(guī)直流電動(dòng)機(jī)不同,步進(jìn)電機(jī)以定義的增量旋轉(zhuǎn),稱(chēng)為步進(jìn)。發(fā)送到電機(jī)的每個(gè)脈沖導(dǎo)致電機(jī)軸移動(dòng)一個(gè)固定的角度。這允許精確的位置控制沒(méi)有反饋(開(kāi)環(huán)控制)。
步進(jìn)電機(jī)的工作方式
步進(jìn)電機(jī)可以以各種步進(jìn)方式驅(qū)動(dòng)。每種模式?jīng)Q定線圈如何通電以及軸每一步旋轉(zhuǎn)多少。
1. 全步進(jìn)模式(單相ON)或波步進(jìn)
在這種模式下,一次只有一個(gè)繞組通電。它消耗更少的功率,但產(chǎn)生更小的扭矩。電機(jī)以相對(duì)較低的保持力矩一步一步地移動(dòng)。
2. 全階躍模式(兩相開(kāi)啟)
在這里,兩個(gè)繞組同時(shí)通電。與單相模式相比,這可以產(chǎn)生更好的扭矩。當(dāng)需要更高的保持扭矩時(shí),通常使用它。
3. 半步模式
這種模式在單線圈和雙線圈勵(lì)磁之間交替,有效地將步進(jìn)分辨率提高了一倍。它提供了一個(gè)更平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)和更好的定位。例如,一個(gè)馬達(dá)在全步模式下每轉(zhuǎn)64步,在半步模式下每轉(zhuǎn)128步。
4. 微步模式
在微步進(jìn)中,通過(guò)電機(jī)線圈的電流被控制在更細(xì)的增量中,允許非常平滑和精確的運(yùn)動(dòng)。它用于需要最小振動(dòng)和高分辨率的應(yīng)用。但是,這種模式通常需要比ULN2003更復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)程序。
步進(jìn)電機(jī)的類(lèi)型
步進(jìn)電機(jī)主要有三種類(lèi)型
?永磁步進(jìn)(PM) -低成本,適用于低分辨率應(yīng)用。
?可變磁阻步進(jìn)器(VR) -結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不太常用。
?混合步進(jìn)-結(jié)合了PM和VR的特點(diǎn),提供高扭矩和精度。
28BYJ-48是一種永磁步進(jìn)電機(jī),適用于輕型應(yīng)用。
28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介
28BYJ-48是消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中常用的5V單極步進(jìn)電機(jī)。它具有成本效益,緊湊,并提供精確的運(yùn)動(dòng),使其成為原型設(shè)計(jì)和教育項(xiàng)目的理想選擇。
28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)規(guī)格
?額定電壓:5V DC
?階段數(shù):4
?步進(jìn)角度:5.625°/64
?齒輪比:1:64
?工作電流:~240mA
?每轉(zhuǎn)步:32步/轉(zhuǎn)× 64傳動(dòng)比= 2048步/轉(zhuǎn)
這種高步數(shù)提供了極好的定位精度。
28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)引腳
電機(jī)有一個(gè)5線連接器:
?紅色- VCC(所有線圈通用)
?藍(lán)色線圈1
?粉紅色-線圈2
?黃色-線圈3
?橙色-線圈4
這些電線直接連接到ULN2003驅(qū)動(dòng)板。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
ULN2003模塊是一種流行的驅(qū)動(dòng)板,用于控制28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)。它使用ULN2003A達(dá)靈頓晶體管陣列,允許Arduino切換電機(jī)線圈而不會(huì)使引腳過(guò)載。
主要特點(diǎn):
?每個(gè)通道的LED指示燈,以可視化活動(dòng)
?電機(jī)連接器即插即用兼容性與28BYJ-48
?輸入頭,方便連接到Arduino
?電機(jī)VCC板載電源端子
ULN2003模塊輸出
?IN1到IN4 - Arduino的控制輸入
?GND -接地
?VCC - 5V電機(jī)供電
?電機(jī)連接器-連接到28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)
?電源指示燈-指示模塊是否上電
?步進(jìn)LED -顯示步進(jìn)脈沖被發(fā)送到電機(jī)
28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)與Arduino Uno接口
Arduino示例代碼
在下面的代碼中,我們將在順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)。
本文編譯自hackster.io