Motor de passo do atuador linear: 3 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Para converter o movimento de rotação do motor de passo em um movimento linear, o motor de passo é conectado a uma rosca. Na rosca usamos uma porca de latão que não gira. A cada volta da rosca, a porca de latão é transladada na direção axial da rosca.

Consulte: atuador linear de porca móvel,

Etapa 1: Lista de peças

Um dos objetivos é o uso de material pronto para uso. Ele mantém os custos baixos e, se uma peça quebrar, pode ser facilmente substituída.

• Âncora de latão M5
• Rosca de aço inoxidável M5
• Porcas M5 (opcional)
• Conector de aterramento
• Diâmetro interno dos rolamentos de esferas Ø5mm (por exemplo, MF105 ZZ 5x10x4, F695 ZZ 5x13x4)
• Eixo do motor de passo Ø5mm com lados planos (por exemplo, tipos BYJ, 20BYJ46, 24BYJ48, 28BYJ48, 30YJ46, 35BYJ46)
• Driver de motor de passo (por exemplo, ULN2003, ULN2003 mini)
• Arduino

Etapa 2: peças

Motor de passo de acoplamento - rosca

O conector de aterramento é projetado para conectar dois fios. Ambos os lados são fornecidos com 2 parafusos para prender o fio. Para conectar o motor de passo com a rosca, o diâmetro interno do conector de aterramento precisa ser perfurado até Ø5mm (remova os parafusos pequenos antes de furar). Os motores de passo menores dos modelos BYJ têm uma superfície plana de 6 mm no eixo. O comprimento do conector é de 30 mm. Quando cortados ao meio, temos 2 acoplamentos.

Um parafuso do acoplamento é aparafusado à superfície plana do motor de passo e o segundo parafuso é aparafusado à haste roscada. Isso o torna um acoplamento rígido que transfere o torque do motor de passo para a haste roscada.

Esteja ciente, porque este é um acoplamento rígido, o desalinhamento da haste, rolamentos ou porca resulta em problemas no motor de passo.

Haste roscada

De preferência, a haste da rosca e a porca da rosca são de materiais diferentes. O material escolhido para a haste roscada é aço inoxidável. É um material rígido, com resistência à corrosão, ferrugem e manchas. A escolha do material para a porca é latão. O coeficiente de atrito estático / dinâmico da superfície seca é baixo (estático 0,4, dinâmico 0,2)

Noz de latão

A âncora de latão possui uma seção interna roscada e uma seção em forma de cone. Desse tipo de âncora, os primeiros 10 mm são rosca métrica. Esta é a seção que é usada neste projeto.

A seção de forma cônica interna é inutilizável. Ele se expande quando uma haste roscada é inserida e isso destruirá o alojamento da porca.

Porca de carcaça

Para fazer a porca transladar na direção axial da haste roscada, a rotação da porca deve ser evitada. A porca deve, portanto, ter uma superfície plana. Um exemplo é a imagem com o bloco de madeira quadrado. A porca é colada no bloco.

Esteja ciente do desalinhamento.

Rolamentos

Para evitar o máximo de atrito possível, use rolamentos de esferas. Esses rolamentos são baratos. Não é necessária muita precisão. Existem algumas tolerâncias entre a haste roscada e o rolamento, o que absorve algum desalinhamento. O rolamento que estou usando tem um flange e está bem pressionado na madeira.

Etapa 3: Conectando o motor de passo ao Arduino

A série BYJ é composta por motores de passo unipolares. Neste projeto, o motor de passo é um 20BYJ46. O driver é um mini-ULN2003.

Ao comprar um motor de passo, verifique a tensão nominal. Use uma versão de 5 V ao usar a fonte de alimentação Arduino. Verifique a corrente com a fórmula: U = IxR. A versão 5V do 20BYJ46 tem uma resistência de 60 ohm. A corrente é então I = U / R = 5/60 = 0,08A.

O Arduino não é capaz de fornecer corrente suficiente nos pinos digitais para alimentar um motor de passo diretamente. Para proteger o Arduino, um driver é usado. Um driver lê nos pinos de entrada o status dos pinos digitais do Arduino e grava nos pinos de saída. Quando o pino de entrada 1B é “Alto”, a energia fornecida ao driver é direcionada para os pinos VCC (+) e 1C (-).

Veja a imagem e a tabela como conectar o Arduino ao driver de passo ao motor de passo (o motor e o driver são fornecidos com soquete e plugue correspondentes). Se tudo estiver conectado corretamente, o Arduino pode ser ligado e o código pode ser carregado no Arduino.

Veja a tabela de como girar o motor de passo o Arduino deve fazer um pino digital “Alto”, os outros pinos devem estar “BAIXOS” quando a rotação do motor de passo é feita o Arduino deve fazer o próximo pino “ALTO”, os outros pinos devem estar “BAIXO” e assim por diante. Quando isso é repetido, o motor de passo começa a girar.