Experimentos PWM de motores de CC aleatorios + Solución de problemas del codificador: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

A menudo hay momentos en que la basura de alguien es el tesoro de otro, y este fue uno de esos momentos para mí.

Si me ha estado siguiendo, probablemente sepa que asumí un gran proyecto para crear mi propia impresora 3D CNC a partir de la chatarra. Esas piezas estaban hechas de piezas de impresoras antiguas y varios motores paso a paso.

Este carro de impresora proviene de una impresora matricial de puntos de Texas Instruments de la década de 1980. Desafortunadamente, no recuerdo cuál era el modelo, pero tengo el número de motor, 994206-0001. Este motor de CC también está equipado con un codificador, que sería útil para aplicaciones modernas. En mi prisa por recuperar este conjunto, solo lo quité y tomé una foto de dónde estaba conectado.

En este Instructable, intentaré ver si el motor y el codificador realmente funcionan y para qué sirven los pines.

Suministros:

Motor DC con codificador

Arduino UNO, NANO

Puente en H L298N

Convertidor DC Buck

Fuente de alimentación capaz de los voltajes asociados que pueda necesitar (una PC ATX antigua podría ser una opción viable)

Cables

PC con arduino IDE

Multimetro

¡¡Computadora portátil!!

Paso 1: un vistazo rápido al ensamblaje

La imagen 1 muestra la mitad principal del vagón. Estaba equipado con el conjunto, el motor con el codificador y las pistas para la antigua alimentación de papel de matriz de puntos. Quité las pistas y parte del ensamblaje inferior. La pieza inferior que quité fue la barra de soporte de acero, que en realidad era bastante pesada (parece que no las hacen así hoy en día).

La imagen dos muestra dónde se quitaron J8 (el conector del codificador) y J6 (el conector del motor) del tablero de control. Yo mismo le tomé una foto para estudiar las trazas y los circuitos integrados de la "placa madre".

En las imágenes 3 y 4, puede ver los conectores del motor y del codificador, respectivamente.

Después de mapear las trazas en el codificador y reproducir el esquema, pude producir mi propio diagrama que podría tener fácilmente disponible. El pin del codificador fue lo más importante que tuve que determinar y es el foco de este instructable para la resolución de problemas. Veremos esto en la siguiente sección.

Paso 2: comprensión del pin-out del codificador

Ahora, tengo que averiguar cuál es el pin-out en el codificador. Marqué arbitrariamente los pines del 1 al 8 y los describo en la última imagen. Lo que planteo como hipótesis, al observar la placa de control y las huellas en el codificador, es que los pines 1 y 6 están a tierra y 5 es Vcc (potencia, 5 V). La conexión para 2 está en blanco, por lo que es inútil y 3, 4, 7 y 8 son las salidas para la matriz de diodos. ADVERTENCIA: ¡Estoy haciendo una suposición audaz con mi prueba! Conecté tierra a tierra en mi fuente de alimentación, pero luego conecto 5 V al codificador directamente. Comenzar con un voltaje tan alto podría destruir su codificador si no sabe cuál es el voltaje que necesita (como yo no lo sabía). Por lo tanto, es posible que desee comenzar con un voltaje más bajo como 3.3 V. Después de conectar mi fuente de alimentación de 5 V al pin 5 del codificador y la tierra al pin 1, pego la tierra del multímetro al pin 1 y al pin 5 para asegurarme de que haya energía presente. foto 2. Luego empiezo a probar el pin 3, que es lo que asumí que era una de las matrices de fotodiodos, fotos 3-5. Como puede ver, el voltaje oscila desde cerca de 0 V hasta cerca de 5 V mientras hago girar el eje del motor. ¡Esa fue una buena señal para demostrar que mi hipótesis era correcta! Hice lo mismo con los pines 4, 7 y 8 y obtuve los mismos resultados. Así que ahora, he determinado cuáles son los pines de salida para mi codificador.

Puede hacer lo mismo con cualquier sensor óptico que extraiga de una impresora de la que pueda estar recuperando piezas, ya que la mayoría no viene con conectores de 8 pines. Para las impresoras domésticas modernas, parecen ser de 3 o 4 pines. HomoFaciens tiene un excelente video de YouTube sobre cómo determinar un pin desconocido para sensores ópticos.

Paso 3: Boceto simple de Arduino para mover el motor hacia adelante y hacia atrás

Ahora que tengo datos para el codificador del motor, es hora de ver cómo funcionará el motor. Para hacer esto, escribí un boceto muy básico para Arduino, fotos 3 - 5. Defino mi entrada para Modulación de ancho de pulso del L298N como 'enB'. Para los pines 3 y 4, lo configuré para permitir que el motor intercambie direcciones, según sea necesario. Esta voluntad

A. Encienda el motor

B. Muévase en una dirección durante 2 segundos

C. Cambie de dirección durante 2 segundos y

D. Repetir

Solo quiero probar la configuración y la funcionalidad y esto resultó exitoso (después de cambiar el pulso de 50 a 100, vea la imagen de arriba).

El siguiente boceto aumenta la aceleración, imágenes 6 a 8. Empiezo PWM desde 100 (según lo determinado en la primera ejecución del boceto) y acelero a 255. Esto hará

A. Acelere el pin 3 (dirección CW) de 100 a 255 en PWM durante 0,1 segundos

B. Desacelerar de 255 a 100 durante 0,1 segundos

C. Cambio de dirección, pin 4 (CCW)

D. Acelerar / Decelerar, igual que el pin 3

E. Repetir

Este proceso se ve (más o menos) en la última imagen, pero consulte el video para obtener una mejor imagen.

Estos bocetos básicos también se pueden adaptar a su motor de CC. Creo que mucha gente usa este tipo de boceto para controlar robots o algún otro tipo de aparato rodante. Solo quería verificar el funcionamiento y comprender mejor por mí mismo si este motor funcionará o no.

Paso 4: Pensamientos finales (por ahora)

Aquí es donde yo diría que la Fase 1 está completa.

Sé que el codificador funciona y el motor funcionará con PWM en Arduino.

Lo siguiente para mi aplicación definitiva sería:

1. Determine el pulso por revolución (PPR) del codificador para su ruta A y B, superior e inferior. Estoy seguro de que hay un boceto en algún lugar donde podría ejecutar mi PWM junto con un contador de pulsos del codificador, CW y CCW, pero todavía tengo que encontrar uno. (¡Cualquier comentario sobre dónde encontrar un boceto de Arduino será muy apreciado!)

2. Determine cómo operar este motor / codificador de CC en GRBL e inevitablemente calibre los ejes. (Nuevamente, comente si conoce algún lugar) Me gustaría hacer esto con una computadora portátil con Microsoft. He encontrado algunos que usan Linux, pero eso no me ayudará.

3. Diseñe la máquina para que funcione como parte de un CNC completo.

Definitivamente se recomienda cualquier idea para este objetivo si desea dejarla en la sección de comentarios. Gracias por mirar y espero que esto ayude / inspire a alguien.