Módulo de projeto final do driver de passo: 5 etapas

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

Por Marquês Smith e Peter Moe-Lange

Etapa 1: Introdução

Neste projeto, usamos um driver de passo para controlar um motor de passo para girar. Este motor de passo é capaz de se mover em intervalos muito precisos e em diferentes velocidades. Usamos uma placa FPGA Basys 3 para enviar um sinal ao driver de passo e ao motor por meio de uma placa de ensaio.

Funcionalidades extras são introduzidas com interruptores que correspondem às entradas no driver de passo. Quando funcionando corretamente, nossos intervalos de movimento do motor seriam baseados na máquina de estado implementada usando código HDL e entradas de fio, de movimento passo a passo 1/1 completo até tão preciso quanto movimento passo a passo 1/16. Nossa reinicialização é simplesmente "à prova de falhas"; isto é, se algo indesejado acontecer dentro da máquina de estado, o driver irá padronizar o motor para sua configuração de intervalo de movimento mais alta.

Etapa 2: Materiais

Aqui estão os materiais de que você precisará para a configuração:

Driver A4988 Stepper

Motor de passo Nema 17 (usamos um modelo de 4 fios, um modelo de 6 fios exigirá mais entradas e código para funcionalidade de potência / torque variável)

Qualquer placa de ensaio padrão

Fios de jumpers padrão

Fonte de alimentação variável (para este projeto, as faixas de potência são um tanto específicas e sensíveis para um desempenho ideal)

Fita (ou bandeira de algum tipo para ver as etapas do motor mais claras)

Garras jacaré (para conectar a placa à fonte de alimentação, embora, é claro, isso possa ser feito de várias maneiras)

Etapa 3: esquemas, código e design de bloco

Link do código:

Este código é uma implementação de um módulo PWM; aquele que pega relógio digital e entradas de serviço e produz um ciclo "ligado" e "desligado" que simula entradas analógicas. Nosso componente driver de passo, então, pega essa saída como uma entrada e a usa para acionar o motor em etapas.

Isenção de responsabilidade: embora inicialmente tenhamos usado o código VHDL do relógio fornecido e o tenhamos modificado ligeiramente para ser executado em nosso stepper, ele não tinha a funcionalidade completa de que precisávamos para usar intervalos. O código encontrado na parte "fonte" do arquivo mostra a organização e o autor com o nome de Scott Larson; no entanto, adicionamos a máquina de estado que criamos no final (no mesmo arquivo pwm) que modula os ciclos de ativação e desativação do relógio.

Etapa 4: Montagem

1. Usando 2 fios de jumpers, conecte suas duas saídas PMOD à placa de ensaio. Eles são para o sinal pwm_out e seu sinal direcional que se conectará ao driver de passo indiretamente.

2. Usando fios de 3 jumpers e de preferência as mesmas colunas PMOD para simplificar, conecte suas saídas de "precisão" à placa de ensaio. Esses fios são para definir qual estado de passo é acionado usando as entradas no driver de passo novamente

3. Usando um conector de 4 crimpagem, conecte o motor de 4 fios à placa de ensaio. Certifique-se de que o pedido é o mesmo fornecido na configuração da amostra; isso é importante, caso contrário, você pode estourar o chip.

4. Usando um segundo conector de 4 crimpagem, conecte o primeiro ao segundo.

5. Supondo que você esteja usando uma fonte de alimentação de saída dupla (2 níveis separados de tensão / amp), conecte a saída VCC da placa à placa de ensaio, conforme mostrado. NOTA: Certifique-se de que a alimentação seja fornecida à placa (e, subsequentemente, ao driver de passo) antes do motor na próxima etapa, pois você pode destruir os componentes internos do chip com o excesso de tensão.

6. Finalmente, usando as pinças jacaré ou algum outro fio, conecte a 2ª tensão de saída ao motor EM SÉRIE. Certifique-se novamente de que está usando a saída adequada no driver de passo.

Etapa 5: Conclusão

E aí está, um motor de passo em funcionamento que varia suas etapas com base na entrada do fio fornecida ao driver de passo. Devido ao nosso tempo limitado, não fomos capazes, mas queríamos usar Python para traduzir o código G em ciclos de clock que pudessem ser usados em junção com vários motores para criar um módulo multieixo. Também não conseguimos fazer com que o modo passo a passo final 1/16 (o mais preciso) funcionasse de forma consistente. Isso provavelmente se deveu ao fato de nossa máquina de estado ser capturada ou ser reinicializada automaticamente antes de atingir esse estágio, mesmo quando nossas entradas de switch eram verdadeiras.

Aqui está o link do vídeo final:

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