28BYJ-48 Motor paso a paso de 5 V y controlador A4988: 4 pasos

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

¿Alguna vez quisiste que un robot girara en un ángulo preciso, usando solo unas pocas salidas de tu Arduino o micro: bit? ¿Todo esto por poco dinero? ¡Ese es el instructable para ti! En este instructivo veremos cómo conducir un motor paso a paso muy barato usando solo 2 salidas de nuestro controlador y requiriendo solo una fuente de alimentación de 5V.

Hice este instructivo después de luchar un poco para recopilar la información, a veces tropezando con información errónea, y quería evitar que otros pasaran por el mismo proceso.

Pero antes de comenzar, ¿por qué tanta restricción?

• Por qué 5V: porque quiero integrar esto en un robot móvil que funcionará solo con una batería de litio 3.7 que puedo sacar 5V con un amplificador.
• ¿Por qué usar el A4988 y no el ULN2003 que a menudo viene con el motor 28BYJ? Porque, primero, requiere 4 entradas. Por lo tanto, usar el A4988 nos permite ahorrar 2 de nuestras valiosas salidas de controlador (y si le gusta trabajar con el micro: bit como yo, entonces esas salidas son valiosas …). ¡Pero hay más! Poder accionar el motor con solo dar los pasos como impulsos altos, nos da la posibilidad de accionar el motor con un simple PWM. Al fijar el ciclo de trabajo al 50%, cambiar la frecuencia del PWM cambiará la velocidad de rotación del motor. ¿Por qué es genial? Porque si quieres configurar la velocidad de mi motor y luego seguir controlando otras cosas con mi Arduino o micro: bit, entonces simplemente puedes configurar mi PWM y olvidarte de él, lo que hará que tu código sea mucho más legible y tu vida tanto. más fácil (por ejemplo, si desea construir un robot como este).

Entonces empecemos !

Suministros

Esto es lo que necesitará para este instructivo:

• 1x motor paso a paso 28BYJ
• 1x controlador A4988
• 1x placa de pruebas o placa de prototipos, un condensador y algunos cables
• Micro: placa de extensión y bits o Arduino
• Fuente de alimentación de 5V (+ 3.3V si usa Micro: bit). Para esto utilicé una batería de litio 18650 y un protector de batería.
• 1x multímetro

Paso 1: Conozca nuestro sistema

Lo primero que recomendaría para empezar sería aprender más sobre los motores paso a paso y el controlador A4988. Oye, pero ¿por qué necesitamos este controlador? ¿Podríamos controlar un motor paso a paso sin controlador? La respuesta es no. Las placas como Micro: bit y Arduino son buenas para procesar información pero no para dar mucha corriente, y necesita corriente para hacer un movimiento de motor paso a paso. Para obtener más información sobre cómo funcionan el motor y el controlador, esta es la referencia que recomendaría. Es sintético, pero también contiene la mayor parte de la información necesaria para el cableado.

¡Pero espere antes de intentar conectar cualquier cosa! ¿Está el 28BYJ adaptado al A4988? Si realiza una búsqueda rápida, verá que este motor rara vez viene con el A4988 como controlador. Si lees detenidamente la referencia anterior, es posible que veas por qué: nuestro motor paso a paso es un motor unipolar, mientras que el A4988 está diseñado para impulsar motores bipolares, ¡así que tendremos que piratear un poco nuestro motor!

Paso 2: piratear el motor

Para que sus motores sean compatibles con el controlador del motor, simplemente saque el cable rojo del conector blanco. Para hacerlo, corte el conector para quitar el cable rojo y corte el cable rojo del motor. Luego intercambie el cable amarillo y rosa en el conector. ¡Conserve el cable rojo y el conector para el siguiente paso!

Para sacar un cable del conector, empuje el cable que desea quitar en el conector y luego presione la punta metálica visible en el conector con una herramienta afilada (arriba hay una imagen en la que hago esto con mi cuchillo favorito, ¡la opinel!), y finalmente tire y, finalmente, todo debería salir como en la imagen de arriba. La última imagen muestra cómo debería verse el conector al final de esas modificaciones: el orden del cable en el conector debería ser naranja / rosa / amarillo / azul.

(PD: en línea encontrarás algunos tutoriales que indican que debes desoldar el cable rojo del motor y luego rayar la PCB, olvídate de eso, esto no es necesario. ¿Inútil?)

Paso 3: configuración del controlador

Ahora … ¿es hora de conducir este motor con el conductor? Aun no, lo siento ! ¿Ves el tornillo en la placa A4988? Bueno, tendremos que jugar con eso. Básicamente, este tornillo le permite establecer cuánta corriente pasará por las bobinas de su motor. En nuestro caso, mientras que nuestra fuente de alimentación da 5V y nuestras bobinas en el motor tienen una resistencia de 50 Ohms, nuestra corriente no será superior a 100mA, la cual debe ser soportada por el motor para que eventualmente puedas saltarte este paso. Sin embargo, si usted es como yo y desea que su motor solo tome la corriente necesaria, siga adelante.

Entonces, para configurar el controlador, siga el Método 2 de este artículo con esas adaptaciones (como muestra la imagen de arriba)

1. Utilice los 5 V del protector de la batería tanto para la lógica como para la entrada de potencia del motor (se dice que VMOT necesita más de 8 V, ¡pero 5 V funcionan!). Los 2 pines GND de la placa están conectados, por lo que no es necesario conectarlos a la tierra de la batería.
2. Conecte los pines STEP y DIR al 5V también (no a Arduino como se muestra en el artículo de referencia)
3. Al configurar el multímetro, configuré la corriente en 50 mA, que fue suficiente para impulsar mis motores usando semitonos (más sobre eso en el siguiente paso). Para conectar mi multímetro para medir la corriente en la bobina del motor, como puede ver en la imagen de arriba, desconecté el cable amarillo del conector y puse el cable rojo, para poder poner mi multímetro del rojo al el cable amarillo para medir la corriente.

Paso 4: controlar el motor

Eso es todo, estamos casi listos para hacer girar nuestro motor. Lo único que puedes hacer es:

1. para eliminar nuestro multímetro de nuestro sistema si aún no lo ha hecho,
2. conecte MS1 a 5V, lo que hará que el conductor use medios pasos (tuve problemas para hacer que el robot girara con pasos completos en 5V. Pero como parte de mi objetivo era hacer que todo funcionara en 5V, acepté sacrificar un poco de velocidad y para ganar algo de precisión),
3. proporcionar los pines STEP y DIR con lo que queremos de nuestro controlador.

Entonces: si desea controlar el motor usando Arduino, simplemente siga el artículo aquí donde encontrará un código de muestra. Si quieres controlarlo con el micro: bit, quédate conmigo un poco más.

Micro: bit, como Arduino, viene con GPIO. Por lo tanto, una vez que lo alimentamos (¡con 3.3V!), Podemos programarlo para que emita STEP y DIR. Si bien parece haber muchas entradas y salidas, tenga en cuenta que, en realidad, muchas de ellas ya están reservadas para otros fines. Puede obtener más información sobre eso en este artículo. Verá en este artículo que en realidad muchas de las entradas / salidas se comparten con la pantalla y, por lo tanto, si desea utilizar esas, tendrá que apagar la pantalla. ¡Pero no apaguemos la pantalla! Entonces, ¿qué pines podemos usar? Usaré los pines 2 y 8 ya que no usaré los pads (pin 2).

Conecte el pin 2 del micro: bit a STEP, el pin 8 a DIR, cargue el programa adjunto usando su editor de micro: python favorito (yo usé mu-editor). Este programa básicamente establece un PWM en el pin 2 con un período de 1 milisegundo (y un ciclo de trabajo del 50%), y su motor debería estar girando. Establezca el pin 8 en 0 o 1 para que gire en un sentido u otro y cambie el período para que gire a la velocidad que desea (siempre que no quiera que vaya demasiado rápido … para mí, un pulso cada milisegundo estaba cerca a la velocidad máxima que pude alcanzar).

Para hacer las cosas un poco más compactas y embarcarlo fácilmente en un robot móvil hice una pequeña tabla. El tablero se muestra en la imagen de arriba. En la imagen hay un cable violeta que va de VMOT a VDD que se esconde en la sombra. Además, el cable amarillo que va de SLP a RST en realidad no está soldado, simplemente lo puse allí para representar la soldadura que puse en la parte posterior de la placa para conectar esos 2 pines. Observación: el disipador de calor normalmente no es necesario con un sistema de este tipo, ya que extraemos mucho, mucho menos de 1A.

Eso es todo, espero que este instructivo ayude a muchos de ustedes a disfrutar del poder del motor paso a paso en sus proyectos.