Controlador de motor de passo DIY: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Lembre-se daqueles motores DC, tudo que você precisa fazer é conectar os fios positivo e negativo a uma bateria e começar a funcionar. Mas à medida que começamos a fazer projetos mais complexos, esses motores DC não parecem fornecer o que você precisa…. sim, quero dizer eficiência, precisão e, acima de tudo, torque sem redução de marcha.

Bem, a história começou quando planejei construir uma furadeira semiautomática que pode ajudá-lo a perfurar objetos como uma furadeira comum, mas com a ajuda de um pedal para que você possa segurar o objeto com ambas as mãos sem a necessidade de um mão amiga. Para encurtar a história, preciso de um motor que mova a cabeça de perfuração para cima e para baixo com precisão e também ofereça uma boa quantidade de torque.

Por não conseguir obter tudo isso de um motor DC simples, decidi usar um motor de passo. Sim, aquele que tem quatro fios e isso é tudo que eu sabia sobre eles. Portanto, nestas instruções vamos fazer um controlador para esses motores de passo de quatro fios que nos permite controlar a velocidade e a direção do motor sem usar um microcontrolador.

Etapa 1: conceito e esquema

O objetivo deste projeto é simplificar o uso de um motor de passo, fazendo um controlador modular que pode facilmente acionar o motor de passo sem a necessidade de incorporar um microcontrolador para fazer o trabalho.

O controlador que vamos construir é baseado em torno do driver de motor de passo A4988. É relativamente barato e pode ser facilmente encontrado em qualquer loja de eletrônicos online. Agora, antes de entrarmos em mais detalhes, dê uma olhada na folha de dados do driver de passo.

O driver precisa de uma entrada PWM no pino de passo para operar o motor. O aumento na frequência do sinal PWM resulta em RPM mais alto e vice-versa. Para controlar a direção do motor, o pino Dir do driver pode ser alternado entre o VCC e o terminal de aterramento.

O driver opera em 5 V (VDD) e o VMOT representa a tensão para o motor que pode variar de 8 a 35 VCC. As bobinas do motor serão conectadas às conexões 1A, 2A, 1B, 2B respectivamente.

Agora, para gerar o sinal PWM desejado, vamos usar um CI 555 temporizador. Aqui, usaremos um potenciômetro de 10k para alterar a frequência de saída do sinal PWM, o que nos ajudará a controlar a velocidade de rotação. O resto deles são um monte de componentes complementares.

Etapa 2: Projetando o PCB

Depois de finalizar o esquema, fiz o teste inicial no breadboard e tudo parece funcionar perfeitamente. O motor é preciso, eficiente e possui boa quantidade de torque. Mas o problema é que é uma bagunça em um breadboard e fazer isso em um perfboard não vai ser uma opção.

Portanto, decidi projetar o PCB para este controlador, o que levou algum tempo, mas me certifiquei de que todas as conexões estão corretas e também adicionei todos os componentes complementares para tornar o uso deste controlador o mais fácil possível.

Agora, com o design do PCB finalizado, fui até o PCBWAY e carreguei meus arquivos Gerber para obter meus PCBs. Depois de passar por várias opções, encomendei meus PCBs. Eles estão oferecendo PCBs de grande qualidade a preços incríveis. Um grande agradecimento à PCBWAY por tornar este projeto possível, portanto, certifique-se de verificar o site deles para solicitar suas placas de circuito impresso personalizadas.

O link para os PCBs e os arquivos Gerber para as placas de circuito é:

www.pcbway.com/project/sharep…

PCBWAY

www.pcbway.com

Etapa 3: Ferramentas e componentes

A lista de ferramentas e componentes para este projeto é fornecida abaixo:

FERRAMENTAS NECESSÁRIAS:

• Ferro de solda
• Arame de solda
• Alicate

MOTOR DE PASSO

www.banggood.com/3D-Printer-A4988-Reprap-S…

CONTA DE MATERIAL (Arquivo BOM):

Etapa 4: montagem das placas

Os PCBs chegaram em apenas uma semana e a qualidade é impecável. Agora que coloco minhas mãos nas placas, juntei todos os componentes e comecei a montá-los conforme indicado nas placas.

A melhor coisa sobre gastar tanto tempo projetando as placas é que agora você pode produzir quantas cópias forem necessárias e tudo o que você precisa fazer é soltar os componentes conforme mostrado nas placas.

Etapa 5: Configurando Tudo

Assim que as placas estiverem prontas, inseri o temporizador 555 e o driver do motor de passo no lugar e conectei o motor à placa. Depois disso, conectei a bateria de 12v usando um par de garras jacaré para alimentar a placa.

Etapa 6: resultados finais

Assim que o controlador estiver conectado à bateria de 12v. O motor começou a girar. Tudo parece funcionar conforme o esperado. A direção de rotação pode ser alterada alternando o interruptor e a velocidade de rotação pode ser controlada girando o botão do potenciômetro.