Raspberry Pi, Python e um driver de motor de passo TB6600: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Este Instructable segue as etapas que executei para conectar um Raspberry Pi 3b a um controlador de motor de passo TB6600, uma fonte de alimentação de 24 VCC e um motor de passo de 6 fios.

Provavelmente sou como muitos de vocês e por acaso tenho uma "sacola" de sobras de muitos projetos antigos. Na minha coleção eu tinha um motor de passo de 6 fios e decidi que era hora de aprender um pouco mais sobre como eu poderia fazer a interface com um Raspberry Pi modelo 3B.

Como uma isenção de responsabilidade, não inventei a roda aqui, simplesmente reuni um monte de informações disponíveis na Web, adicionei minha pequena inclinação a ela e tentei fazê-la funcionar

A intenção aqui era apenas juntar algumas coisas (a um custo mínimo), escrever algum código Python para meu Raspberry Pi e fazer o motor girar. Isso é exatamente o que consegui realizar.

Então vamos começar…

Etapa 1: The Raspberry Pi

Quanto ao Raspberry Pi, usei três pinos GPIO padrão, então isso deve funcionar (eu não testei) com qualquer Pi, ou Orange board, Tinker board ou clones que estão disponíveis por aí. Você pode (e deve) vasculhar meu código Python excessivamente comentado e selecionar diferentes pinos GPIO se estiver usando um processador diferente ou apenas quiser mudar um pouco as coisas.

Observe que estou conectando diretamente aos pinos GPIO no RPi, então estou limitando a tensão que os pinos GPIO veem para 3,3 volts.

Etapa 2: Controlador / driver de motor de passo TB6600

Como observei anteriormente, optei por usar um controlador / driver de motor de passo TB6600.

Este controlador é:

• Facilmente disponível (pesquise no eBay, Amazon, Ali Express ou muitos outros).
• Muito configurável com botões de fácil acesso.
• Os detalhes de configuração e fiação são serigrafados na caixa.
• Faixa de tensão de entrada de 9 VDC a 40 VDC
• Capaz de saída de acionamento de motor de até 4 amp.
• Possui um ventilador de resfriamento interno e um dissipador de calor decente.
• Está equipado com 3 conectores removíveis.
• Tem uma pegada pequena,
• Fácil de montar.

Mas o baixo custo de compra foi realmente o que selou o acordo neste caso.

Etapa 3: o motor de passo …

O motor de passo que usei é um pouco desconhecido. Eu o tenho há muitos anos e não me lembro da história de como o adquiri ou de como era seu uso anterior.

Neste Instructable, não vou detalhar como descobrir suas capacidades - não tenho um uso na vida real para ele (exceto experimental), então vou pular isso.

Usei um motor de passo bastante genérico. Passei um pouco de tempo no YouTube e aqui no Instructables para tentar decifrar os fios que saem dele.

Na verdade, meu motor tem 6 fios … Nesta aplicação, deixei os dois fios "Center Tap" isolados e desconectados.

Se você tiver um tipo "genérico" semelhante de motor de passo, tenho certeza de que, com um ohmímetro e com um pouco de tempo, você também poderá descobrir a fiação e fazê-la funcionar dessa maneira. Há uma abundância de vídeos no YouTube que irão guiá-lo para organizar facilmente seu próprio motor.

Etapa 4: Alimentação e fontes de alimentação

Cuidado deve ser dado aqui …

Dependendo da sua construção, pode ser necessário conectar as tensões de linha (energia da casa). Certifique-se de usar todas as precauções de segurança adequadas:

• NÃO tente fazer conexões elétricas a fontes de energia ativas.
• USE fusíveis e disjuntores de tamanho apropriado
• USE um botão liga / desliga para alimentar sua PSU (isso tornará mais fácil isolar a fonte de alimentação das tensões da linha ativa).
• FAZER a terminação adequada de todos os fios e fazer conexões robustas. Não use clipes, fios desgastados ou conectores mal ajustados.
• NÃO use fita isolante como isolante

Usei uma fonte de alimentação de 24 VCC (5 Amp) para alimentar o controlador do driver do motor de passo. Eu também usei a saída desta mesma fonte de alimentação para acionar um DC para DC Buck PSU a fim de gerar 3,3 volts para usar como fonte para os sinais ENA, PUL e DIR (consulte o Diagrama de fiação)

NÃO tente usar o RPi para absorver a corrente de uma fonte de 5,0 VCC.

Eu NÃO recomendo tentar fornecer os lados "+" do PUL, os sinais DIR e ENA com 3,3 VCC do RPI.

Etapa 5: Proteção do circuito …

Observe que no diagrama de fiação a seguir, não menciono como conectar a fonte de alimentação à "alimentação CA", nem listo um disjuntor para ela. Se você pretende construir um sistema de teste semelhante a este, você precisará reservar um tempo para especificar um disjuntor e um fusível que combinem com a (s) fonte (s) de alimentação que você usará. A maioria das fontes de alimentação modernas tem especificações de tensão e corrente listadas nelas. Eles precisam ser seguidos e as proteções de circuito apropriadas instaladas.

Por favor … Não pule esta etapa importante.

Etapa 6: O Diagrama de Fiação

Suprimentos de energia

A saída da fonte de alimentação de 24 VCC é fundida com um fusível de 5 Amp e, em seguida, direcionada para:

• Pino "VCC" do controlador / controlador do motor de passo TB6600 (fio VERMELHO no diagrama).
• Ele também é direcionado para a entrada do "Conversor CC para CC" de 3,3 VCC (novamente um fio VERMELHO no diagrama).

A saída do "Conversor CC para CC" de 3,3 VCC é direcionada aos pinos "2", "4" e "6" do Controlador / Driver do Motor de Passo TB6600 (fio AZUL no diagrama).

NOTA - o próprio controlador marca esses pinos como "5 V".. Funcionará se 5 V forem fornecidos a esses pinos, mas devido às classificações de tensão dos pinos GPIO no RPI, optei por limitar a tensão a 3,3 VCC.

NOTA - NÃO recomendo tentar fornecer os lados "+" do PUL, os sinais DIR e ENA com 3,3 VCC do RPI.

Mapeamento GPIO

Mapeamento GPIO Fio GPIO 17 PUL PINK no diagrama Fio GPIO27 DIR ORANGE no diagrama Fio GPIO22 ENA VERDE no diagrama

Etapa 7: Operação

Basicamente, o hardware Raspberry Pi controla três sinais:

Mapeamento GPIO GPIO 17 PUL GPIO27 DIR GPIO22 ENA

GPIO22 - ENA - Habilita ou desabilita a funcionalidade do driver / controlador do motor de passo.

Quando BAIXO, o controlador está DESATIVADO. Isso significa que se esta linha estiver HIGH ou NÃO conectada, o TB6600 está HABILITADO e, se os sinais adequados forem aplicados, o motor girará.

GPIO27 - DIR - Define a direção de rotação do motor.

Quando HIGH ou Not Connected, o motor irá girar em uma direção. Neste modo, se o motor não estiver girando na direção desejada, você pode trocar os dois fios do motor A entre si ou os dois fios do motor B entre si. Faça isso nos conectores verdes do TB6600.

Quando este pino fica BAIXO, o TB6600 alterna os transistores internos e a direção do motor muda.

GPIO10 - PUL - Pulsos do RPI que informam ao controlador / driver de motor de passo TB6600 a velocidade de rotação.

Consulte as imagens anexas para a configuração das posições da chave do controlador / driver do motor de passo que usei.

Etapa 8: Código Python

Em anexo está o meu código excessivamente comentado.

Sinta-se à vontade para usar e editar como desejar. Encontrei partes dele na web e adicionei-o para fins de teste e avaliação.

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Etapa 9: Sinopse

Funcionou.. há muito espaço para melhorias e o código poderia ser limpo, mas OK.

Eu apreciaria ouvir suas sugestões de pensamentos e de quaisquer alterações / atualizações que você fizer.

Obrigado.