Moduł projektu końcowego sterownika krokowego: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Markiza Smitha i Petera Moe-Lange

Krok 1: Wprowadzenie

W tym projekcie wykorzystaliśmy sterownik krokowy do sterowania silnikiem krokowym do obracania. Ten silnik krokowy może poruszać się w bardzo precyzyjnych odstępach czasu i z różnymi prędkościami. Użyliśmy płytki FPGA Basys 3, aby wysłać sygnał do sterownika krokowego i silnika za pośrednictwem płytki stykowej.

Dodatkową funkcjonalność wprowadzają przełączniki odpowiadające wejściom na sterowniku krokowym. Przy prawidłowym funkcjonowaniu nasze interwały ruchów silnika byłyby oparte na maszynie stanu zaimplementowanej przy użyciu kodu HDL i wejść przewodowych, od pełnego ruchu krokowego 1/1 do tak precyzyjnego ruchu krokowego 1/16. Nasz reset jest po prostu „bezpieczny”; to znaczy, jeśli coś niepożądanego wydarzy się w maszynie stanu, sterownik domyślnie ustawi silnik na najwyższe ustawienie interwału ruchu.

Krok 2: Materiały

Oto materiały potrzebne do konfiguracji:

Sterownik krokowy A4988

Silnik krokowy Nema 17 (zastosowaliśmy model 4-przewodowy, model 6-przewodowy będzie wymagał więcej wejść i kodu dla funkcji zmiennej mocy/momentu obrotowego)

Dowolna standardowa płytka stykowa

Standardowe przewody połączeniowe

Zmienne zasilanie (dla tego projektu zakresy mocy są nieco specyficzne i wrażliwe na optymalną wydajność)

Taśma (lub jakaś flaga, aby wyraźniej zobaczyć kroki silnika)

Zaciski krokodylkowe (do podłączenia płyty do zasilania, choć oczywiście można to zrobić na wiele sposobów)

Krok 3: Schematy, kod i projektowanie bloków

Link do kodu:

Ten kod jest implementacją modułu PWM; taki, który przyjmuje cyfrowe zegary i wejścia oraz wysyła cykle „włączenia” i „wyłączenia”, które symulują wejścia analogowe. Nasz komponent sterownika krokowego pobiera to wyjście jako dane wejściowe i wykorzystuje je do stopniowego napędzania silnika.

Zastrzeżenie: Chociaż początkowo używaliśmy podanego zegara VHDL i nieznacznie zmodyfikowaliśmy go, aby działał na naszym steperze, nie miał on pełnej funkcjonalności potrzebnej do korzystania z interwałów. Kod znaleziony w „źródłowej” części pliku pokazuje organizację i autora o nazwisku Scott Larson; jednak dodaliśmy maszynę stanów, którą stworzyliśmy na końcu (w tym samym pliku pwm), która moduluje cykle włączania i wyłączania zegara.

Krok 4: Montaż

1. Za pomocą 2 przewodów połączeniowych podłącz dwa wyjścia PMOD do płytki stykowej. Są to dla sygnału pwm_out i twojego sygnału kierunkowego, który będzie pośrednio łączył się ze sterownikiem krokowym.

2. Używając 3 przewodów połączeniowych i najlepiej tych samych kolumn PMOD dla uproszczenia, podłącz swoje "precyzyjne" wyjścia do płytki stykowej. Te przewody służą do określenia, który stan krokowy zostanie ponownie wyzwolony przy użyciu wejść na sterowniku krokowym

3. Za pomocą 4-zaciskowego złącza podłącz 4-żyłowy silnik do płytki stykowej. Upewnij się, że kolejność jest taka sama, jak podana w konfiguracji próbki; jest to ważne, w przeciwnym razie możesz zdmuchnąć chip.

4. Za pomocą drugiego złącza 4-zaciskowego połącz pierwsze z drugim.

5. Zakładając, że używasz zasilacza z dwoma wyjściami (2 oddzielne poziomy napięcia/wzmacniacza), podłącz wyjście VCC płyty do płytki stykowej, jak pokazano. UWAGA: Upewnij się, że zasilanie jest podawane na płytkę (a następnie na sterownik krokowy) przed silnikiem w następnym kroku, ponieważ możesz zniszczyć wewnętrzne części chipa nadmiernym napięciem.

6. Na koniec, używając zacisków krokodylkowych lub innych przewodów, podłącz drugie napięcie wyjściowe do silnika SZEREGOWO. Upewnij się ponownie, że to używa właściwego wyjścia na sterowniku krokowym.

Krok 5: Wniosek

I masz to, działający silnik krokowy, który zmienia swoje kroki na podstawie sygnału wejściowego przewodu podanego sterownikowi krokowemu. Ze względu na ograniczony czas nie byliśmy w stanie, ale chcieliśmy użyć Pythona do przetłumaczenia kodu G na cykle zegara, które można następnie wykorzystać w połączeniu z wieloma silnikami w celu stworzenia modułu wieloosiowego. Nie byliśmy również w stanie z powodzeniem uzyskać ostatecznego trybu krokowego 1/16 (najbardziej precyzyjnego), aby działał konsekwentnie. Było to prawdopodobnie spowodowane tym, że nasza maszyna stanu została złapana lub automatycznie zresetowana przed osiągnięciem tego etapu, nawet jeśli nasze wejścia przełącznika były prawdziwe.

Oto ostatni link do filmu:

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