Mikro nəzarətçi olmadan bir pilləli motor sürmək .: 7 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu Təlimat kitabında, mikro nəzarətçi olmadan, bəzən x113647 adlanan, UNL2003 darlington array lövhəsi olan 28-BYJ-48 pilləli motor idarə edəcəm.

Başlama/dayandırma, irəli/geri və sürət nəzarətinə sahib olacaq.

Motor, tam addım rejimində inqilab başına 2048 addım olan təkqütblü bir pilləli motordur. Motor üçün məlumat cədvəlinə https://robocraft.ru/files/datasheet/28BYJ-48.pdf ünvanından daxil ola bilərsiniz.

İki cihazı bir neçə satıcıdan birlikdə almaq olar. Özümü kjell.com saytından aldım

Yaxınlığınızda bir satıcı tapmaq üçün Bing və ya google -dan istifadə edin.

Əvvəlcə onu işə salmaq üçün lazım olan bəzi addımları və hissələri keçəcəyəm və sonra daha çox nəzarət üçün bəzi addımlar və hissələr əlavə edəcəyəm.

Xəbərdar olmalısınız ki, istifadə etdiyim hissələr mənim xəzinə sandığımda olan hissələrdir və bu məqsəd üçün ən uyğun olan hissələr deyil.

Həm də xəbərdarlıq edilməlidir ki, bu mənim ilk təlimatımdır və elektronikada çox yeniyəm.

Xahiş edirəm etməməli olduğum bir şeyi etdiyimi düşünürsünüzsə və ya təkmilləşdirmə və ya daha uyğun hissələr üçün təklifləriniz varsa şərhlər əlavə edin.

Addım 1: Parça siyahısı

Bu layihə üçün istifadə olunan hissələrdir

• Çörək lövhəsi
• Step motor 28byj-48
• Darlington transistor dizisi ULN2003 lövhəsi (x113647)
• 74HC595 növbəli qeyd
• 74HC393 ikili dalğalanma sayğacı
• DS1809-100 Dallastat rəqəmsal potensiometr
• 74HC241 səkkizlik tampon
• 3 × toxunma düymələri
• 3 × 10kΩ rezistorlar
• 2 × 0.1µF keramika kondansatörləri
• 1 × 0.01 µF keramika kondansatörü
• Bağlantı telləri
• 5V enerji təchizatı

Addım 2: Əsas hissələr

74HC595 növbəli qeyd

Motor, UNL2003 lövhəsinin dörd giriş sancağına dəfələrlə bu ardıcıllıqla verilərək hərəkətə gətirilir:

1100-0110-0011-1001

Bu, motoru tam addım rejimində idarə edəcək. Nümunə 1100 dəfələrlə sağa sürüşdürülür. Bu, bir dəyişiklik qeydini təklif edir. Dəyişdirmə reyestrinin işləmə üsulu, hər saat döngəsində, reyestrdəki bitlər bir yerdə sağa sürüşdürülür və ən sol biti həmin vaxt giriş pininin dəyəri ilə əvəz edir. Bu səbəbdən, motorun dalması üçün nümunə yaratmaq üçün iki ədəd 1 və sonra iki saat dövrü 0 ilə qidalanmalıdır.

Saat siqnallarını yaratmaq üçün sabit bir impuls seriyası yaradan bir osilatörə ehtiyac var, təmiz bir kvadrat dalğa. Bu, motora ötürülən siqnal patteninin əsasını təşkil edəcək.

"Birdən sonra iki döngə 0" yaratmaq üçün flip-floplar istifadə olunur.

74HC595 növbə qeydim var. Bu çoxsaylı Instructables və Youtube videolarında təsvir edilən çox məşhur bir çipdir.

Məlumat vərəqini https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74hc595.pdf ünvanında tapa bilərsiniz.

Gözəl bir təlimat, bweaver6 tərəfindən 74HC595-Shift-Register-Demistified, 74HC595 keçid reyestri elə işləyir ki, hər saat dövrü ərzində onun 8 bitlik reyestrində olan məlumatlar sağa və ən sol mövqedəki giriş pininin dəyərində dəyişir. Buna görə də, 1 -in iki saat dövrəsi və sonra 0 -ın iki saat dövrəsi ilə qidalanmalıdır.

Məlumatlar, saat nəbzinin yüksələn kənarına köçürülür. Buna görə də flip-flop saatın düşən kənarında keçməlidir, buna görə də 74HC595-in yüksələn saat kənarında sabit məlumat girişi olacaq.

74HC595 in bu şəkildə bağlana bilər:

Pin 8 (GND) -> GND

Pin 16 (VCC) -> 5V Pin 14 (SER) -> Pin 12 -dəki məlumatlar (RCLK) -> Saat giriş Pin 11 (SRCLK) -> Saat giriş Pin 13 (OE) -> GND Pin 10 (SRCRL) -> 5V pinləri 15 və 1-3 motoru idarə etmək üçün nümunə çıxaracaq.

RCLK və SRCLK -nin birləşdirilməsi çip məlumat reyestrinin həmişə çıxış reyestri ilə sinxron olmasını təmin edir. Pin 13 -ü yerə qoymaq, çıxış qeydlərinin məzmununu dərhal çıxış pinlərinə (Q0 - Q7) görə bilər.

555 taymer

Saat nəbzini yaratmaq üçün 555 taymer çipindən istifadə etmək olar. Bu da çox populyar bir çipdir və hətta dəyişiklik qeydindən daha çox təsvir və müzakirə olunur. Vikipediyada https://en.wikipedia.org/wiki/555_timer_IC ünvanında gözəl bir məqalə var.

Məlumat vərəqi burada:

Bu çip, digər şeylər arasında, kvadrat dalğalı saat nəbzi yarada bilər. Xarici rezistorlar və kondansatörlər tezliyi və vəzifə dövrünü idarə etmək üçün istifadə olunur.

Dəfələrlə nəbz yaratmaq üçün qurulduqda, 555 çipinin inanılmaz rejimdə olduğu deyilir. Bu, yuxarıdakı şəkildəki kimi kabel çəkməklə edilir. (şəkil jjbeard [Public domain], Wikimedia Commons vasitəsilə):

Pin 1 -> GND

Pin 2 -> R1 (10kΩ) -> Pin 7 Pin 2 -> Pin 6 Pin 3, çıxış Pin 4 (sıfırlama) -> 5V Pin 5 -> 0.01µF -> GND Pin 6 -> 0.1µF -> GND Pin 7 -> R2 (10kΩ) -> 5V Pin 8 -> 5V

Pin 3 -ün çıxışı 74HC595 keçid qeydinin giriş saat pinlərinə (Pin 11 və Pin 12) bağlanacaq.

Çıxış siqnalının tezliyi (və buna görə də addım motorunun sürəti) R1 və R2 müqavimətinin dəyərləri və C kondansatörünün dəyəri ilə müəyyən edilir.

T dövrü ln (2) C (R1 + 2 R2) və ya təxminən 0,7 C (R1 + 2 R2) olacaq. Tezlik 1/T -dir.

Vəzifə dövrü, siqnalın yüksək olduğu dövr müddətinin payı (R1 + R2) / (R1 + 2R2) dir. İş dövrü bu layihə üçün çox vacib deyil.

Həm R1, həm də R2 və C = 0.1µF üçün 10kΩ istifadə edirəm.

Bu, təxminən 480Hz tezlik verir və addım motorunun dayanmadan idarə edə biləcəyini gördüyüm maksimum tezliyə yaxındır.

74HC595 -dən 1100 növbəli, təkrarlanan model yaratmaq üçün pin 14 (SER) iki saat dövrü üçün yüksək, sonra iki saat dövrü üçün aşağı saxlanılmalıdır. Yəni, pin saat tezliyinin yarısı ilə salınmalıdır.

74HC393 ikili ikili dalğalanma sayğacı

74HC393 ikili sayılır və bu da nəbz tezliklərini iki gücə bölmək üçün istifadə edilə biləcəyini bildirir.

Məlumat vərəqi burada:

74HC393 ikiqatdır, hər tərəfində bir 4 bit sayğacı var.

Saat nəbzinin düşən kənarında, ilk çıxış pimi açılır və sönür. Beləliklə, bir çıxış pin giriş saatının yarısı ilə salınacaq. Çıxış pininin birinin düşən kənarında, iki çıxış pimi açılır və sönür. Və bütün dörd çıxış pinləri üçün. Pin n söndükdə, pin+1 dəyişir.

Pin n+1 pin n qədər yarıya qədər dəyişir. Bu ikili saymaqdır. Sayaç yenidən sıfıra başlamazdan əvvəl 15 -ə qədər saya bilər (bütün dörd bit 1). Sayaç 1 -in son çıxış pimi 2 sayacına bir saat olaraq bağlıdırsa, 255 (8 bit) saya bilər.

Giriş saatının yarısı tezliyində bir nəbz yaratmaq üçün yalnız çıxış pin 1 lazımdır. Yəni yalnız sıfırdan birə qədər saymaq.

Beləliklə, əgər hesablama 555 -dən saat nəbzi ilə aparılırsa, 2 -biti təmsil edən 74HC393 sayğacındakı pin, saatın yarısı ilə salınır. Beləliklə, bu, 74HC595 keçid reyestrinin SER pininə qoşula bilər ki, bu da istədiyiniz nümunəni yaradır.

74HC393 ikili sayğacının naqilləri belə olmalıdır:

Pin 1 (1CLK) -> 74HC595 Pin 11, 12 və 555 Pin 3

Pin 2 (1CLR) -> GND Pin 4 (1QB) -> 74HC595 Pin 14 Pin 7 (GND) -> GND Pin 14 (VCC) -> 5V Pin 13 (2CLK) -> GND (istifadə olunmur) Pin 12 (2CLR)) -> 5V (istifadə olunmur)

Addım 3: Çalışdırın

74HC595-in 0-3 pinləri müvafiq olaraq ULN2003 lövhəsinin 1-4-cü pinlərinə qoşulduqda mühərriki işə sala bilərik.

Hələlik, 555 taymerinin 6 -cı pinindəki 0.1µF kondansatörü 10µF ilə əvəz edin. Bu, saat dövrünü yüz qat daha uzun edəcək və insan nə baş verdiyini görə biləcək.

ULN2003 lövhələrindəki LEDlər bunun üçün istifadə edilə bilər. Motoru ULN2003 lövhəsindən ayırın. Kartın 1-dən 4-ə qədər pinlərini 74HC595-in QA-QD çıxışına (pinlər 7, 9, 10 və 11) bağlayın. ULN2003 lövhəsinin - və + hissələrini yerə və 5V -ə qoşun. Güc açılırsa, LED -lərdə istədiyiniz modeli görməlisiniz.

74HC393 ikili sayğacında nə baş verdiyini görmək istəyirsinizsə, bunun əvəzinə 3-6 pinlərinə qoşulun.

Nümunə düzgün görünürsə, gücünü kəsin, kondansatörü yenidən 0.1µF ilə əvəz edin, ULN2003 lövhəsinin 1 - 4 giriş pinlərini 74HC595 -in QA - QD çıxış pinlərinə qoşun və motoru yenidən qoşun.

Güc açıldıqda, motor artıq işləməlidir.

Addım 4: Sürət Nəzarəti

Addım motorunun sürəti 555 taymerin çıxış tezliyi ilə tənzimlənir. Yenə də R1 və R2 rezistorlarının və ona bağlı olan C1 kondansatörünün dəyərləri ilə idarə olunur. 100kΩ potansiyometrini R2 ilə ardıcıl olaraq bağlayaraq, tezlik 480Hz ilə 63Hz arasında ola bilər. Addımlar pr. motorun ikinci, 555 taymer tezliyinin yarısı olacaq.

Düymə istifadəsi üçün hazırlanmış bir DS1809-100 rəqəmsal potansiyometrindən istifadə etdim. Pin 2 (UC) və Pin 7 (DC) 5V -ə birləşdirən düymələr, RH (Pin 1) və ya RL (Pin 4) terminalları ilə silecek Pin 6 (RW) arasında müqavimətin artmasını/azalmasını təmin edir. Bir düyməni bir saniyədən çox tutmaq, düyməni avtomatik təkrarlamağa imkan verir.

Məlumat cədvəlini burada tapa bilərsiniz:

Kablolama belədir:

Pin 1 (RH) istifadə olunmayıb

Pin 2 (UC) -> toxunma düyməsi 1 Pin 3 (STR) -> GND Pin 4 (RL) -> 555 Pin 2 Pin 5 -> GND Pin 6 (RW) -> 10kΩ -> 555 pin 7 Pin 7 (DC)) -> toxunma düyməsi 2 Pin 8 -> 5V

Toxunma düyməsi 1 üçün naqillər:

Pin 1/2 -> DS1809 Pin 2

Pin 3/4 -> 5V

Toxunma düyməsi 2 üçün naqillər:

Pin 1/2 -> DS1809 Pin 7

Pin 3/4 -> 5V

İndi sürət tənzimlənə bilər.

Addım 5: Başlat / Durdur

Step motorunu işə salmaq və dayandırmaq üçün 555 taymerinin Pin 4 (Sıfırlama pimi) istifadə edilə bilər. Bu aşağı çəkilərsə, Pin 3 -dən heç bir çıxış pulsu olmayacaq.

Başlamaq və dayandırmaq üçün toxunma düyməsindən istifadə ediləcək. Düyməni bir dəfə basmaqla mühərriki işə salmalı və yenidən basmalı və dayandırmalısınız. Bu davranışı əldə etmək üçün flip-flop lazımdır. Ancaq artıq mövcud olan 74HC393 də istifadə edilə bilər. 74HC393 iki hissədən ibarətdir və yalnız yarısı saat nəbzi üçün tezlik bölücü kimi istifadə olunur.

İkili sayğac əslində sıralanan flip-flopların bir dəsti olduğundan, digər hissənin ilk flip-flopu istifadə edilə bilər. Pin 13 (2CLK) düyməsinə basıldıqda aşağı, toxunmadıqda isə yüksək olacaq bir toxunma düyməsini bağlayaraq, Pin 12 hər aşağıya keçəcək. Pin 12 -ni 555 -in 4 -cü pininə bağlamaq, çıxışını və dolayısı ilə mühərriki işə salacaq və dayandıracaq.

Toxunma düymələri bir az çətindir, çünki mexaniki olur. Onlar "sıçrayış" edə bilərlər, yəni hər təkan üzərində birdən çox siqnal göndərə bilərlər. Düymənin üzərinə 0.1 µF kondansatör bağlamaq, bunun qarşısını almağa kömək edir.

Beləliklə, toxunma düyməsi (düymə 3 əlavə olunur və 555 -ci Pin 4 -ə olan əlaqə dəyişdirilir.

Düymənin naqilləri:

Pin 1/2 -> 10kΩ -> 5V

Pin 1/2 -> 0.1µF -> Pin Pin 3/4 -> 74HC393 Pin 13 (2CLK)

555 -də aşağıdakı dəyişikliklər edilir:

Pin 4 (Sıfırla) -> 74HC393 Pin 11 (2QA)

Button 3 indi bir başlanğıc/dayandırma keçidi olaraq işləməlidir.

Diqqət yetirin ki, bu şəkildə dayanan bir motor hələ də enerji istehlak edəcək.

Addım 6: İstiqamət Nəzarəti

Motorun istiqamətini idarə etmək üçün başqa bir düyməyə, sonra isə başqa bir flip-flopa ehtiyac var. Bununla birlikdə, 74HC393-ün növbəti açma-açma düyməsini və açma/söndürmə düyməsini istifadə edərək, aldadacağam.

İstiqamət pimi (Pin 2QA) aşağı düşdükdə, növbəti pin (Pin 2QB) dəyişdirilir. Beləliklə, düyməni dəfələrlə basmaq OFF - İLƏ - ON - OFF - ARKA - ON - OFF - İLƏKLƏR və s.

Motorun geriyə doğru hərəkət etməsi üçün ULN2003 -ə verilən model tərsinə çevrilməlidir. Bu, ikitərəfli bir keçid qeydiyyatı ilə edilə bilər, amma məndə yoxdur. 74HC595 ikitərəfli deyil.

Ancaq 74HC241 sekizlik tamponumdan istifadə edə biləcəyimi gördüm. Bu tampon, ayrı -ayrı OE (çıxış imkanlı) pinləri olan iki 4 bit hissədən ibarətdir. Birinci OE pimi dörd birinci çıxış pinini, ikincisi isə son dörd çıxış pinini idarə edir. OE -də olduqda, çıxış pinləri müvafiq giriş pinləri ilə eyni dəyərə malikdir və söndürüldükdə, çıxış pinləri bağlanmamış kimi yüksək empedans vəziyyətində olacaqlar. Bundan əlavə, OE pinlərindən biri aktivdir, digəri isə yüksəkdir, buna görə də onları birləşdirərkən, tamponun yalnız yarısı o anda aktiv olacaq.

Beləliklə, eyni giriş üçün tamponun yarısı mühərriki irəli, digər yarısını geriyə çəkə bilər. Hansı yarı aktivdir, OE sancaqlarının dəyərindən asılıdır.

74HC241 məlumat cədvəlinə https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn54hc241.pdf ünvanından daxil ola bilərsiniz.

Kabellər belə ola bilər:

Pin 1 (1OE) -> 74HC293 Pin 10 (2QB)

Pin 2 (1A1) -> 74HC595 Pin 15 Pin 3 (1Y4) -> ULN2003 Pin 1 Pin 4 (1A2) -> 74HC595 Pin 1 Pin 5 (1Y3) -> ULN2003 Pin 2 Pin 6 (1A3) -> 74HC595 Pin 2 Pin 7 (1Y2) -> ULN2003 Pin 3 Pin 8 (1A4) -> 74HC595 Pin 3 Pin 9 (1Y1) -> ULN2003 Pin 4 Pin 10 (GND) -> Topraklama Pimi 11 (2A1) -> Pin 2 (1A1) Pin 12 (1Y4) -> Pin 9 (2Y1) Pin 13 (2A2) -> Pin 4 (1A2) Pin 14 (1Y3) -> Pin 7 (2Y2) Pin 15 (2A3) -> Pin 6 (1A3) Pin 16 (1Y2) -> Pin 5 (2Y3) Pin 17 (2A3) -> Pin 8 (1A4) Pin 18 (1Y2) -> Pin 3 (2Y4) Pin 19 (2OE) -> Pin 1 (1OE) Pin 20 (VCC)) -> 5V

İndi kabellər yalnız 5V ilə işə salındıqdan sonra tamamlanmalıdır. Enerji təchizatının həm mühərriki, həm də dövrələri idarə etmək üçün kifayət qədər cərəyan verə biləcəyinə əmin olun.

Addım 7: Nəticələr

Addım motoru mikrokontrolör olmadan idarə oluna bilər.

Burada istifadə olunan IC -lər, əvvəldən əldə etdiyim bəzi şeylər idi. Əksəriyyəti bunun üçün optimal deyil və bir neçə alternativdən istifadə etmək olar.

• Zərbələr yaratmaq üçün 555 taymer çipi yaxşı bir seçimdir, lakin bir neçə alternativ var, məsələn bu Təlimat kitabında təsvir olunan.
• Sürəti idarə etmək üçün təkcə rəqəmsal deyil, hər hansı bir potensiometrdən istifadə etmək olar. Əgər 100kΩ deyil, 10kΩ potansiyometriniz varsa, 10kΩ rezistorlar 1KΩ və 0,1 µF kondansatörü 1µF kondansatörlə əvəz edilə bilər (bütün müqavimətçiləri bölün və vaxtı saxlamaq üçün kondansatörü eyni sayda vurun).
• İki istiqamətli keçid qeydindən istifadə, məsələn. 74HC194 istiqamət nəzarətini asanlaşdıracaq.
• Düyməni idarə etmək üçün 74HC393 flip-flop ilə əvəz edilə bilər, məsələn. 74HC73. 555 də keçid rolunu oynaya bilər.