Modulo Progetto Finale Stepper Driver: 5 Passi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Di Marchese Smith e Peter Moe-Lange

Passaggio 1: Introduzione

In questo progetto, abbiamo utilizzato un driver passo-passo per controllare un motore passo-passo da far girare. Questo motore passo-passo è in grado di muoversi a intervalli molto precisi e a diverse velocità. Abbiamo utilizzato una scheda FPGA Basys 3 per inviare un segnale al driver passo-passo e al motore su un supporto breadboard.

La funzionalità extra viene introdotta con gli interruttori che corrispondono agli ingressi sul driver passo-passo. Quando funziona correttamente, i nostri intervalli di movimento del motore si basano sulla macchina a stati implementata utilizzando il codice HDL e gli ingressi dei cavi, dal movimento passo-passo 1/1 completo al movimento passo-passo 1/16 preciso. Il nostro reset è semplicemente un "failsafe"; cioè se accade qualcosa di indesiderato all'interno della macchina a stati, il driver imposterà il motore all'impostazione dell'intervallo di movimento più alto.

Passaggio 2: materiali

Ecco i materiali necessari per la configurazione:

Driver passo-passo A4988

Motore passo-passo Nema 17 (abbiamo usato un modello a 4 fili, un modello a 6 fili richiederà più ingressi e codice per funzionalità di potenza/coppia variabile)

Qualsiasi breadboard standard

Ponticelli standard

Alimentazione variabile (per questo progetto, gli intervalli di potenza sono in qualche modo specifici e sensibili per prestazioni ottimali)

Nastro (o bandiera di qualche tipo per visualizzare più chiaramente i passaggi del motore)

Morsetti a coccodrillo (per collegare la scheda all'alimentatore, anche se ovviamente questo può essere fatto in più modi)

Passaggio 3: schemi, codice e progettazione dei blocchi

Collegamento al codice:

Questo codice è un'implementazione di un modulo PWM; uno che prende l'orologio digitale e gli ingressi di servizio ed emette un ciclo "on" e "off" che simula gli ingressi analogici. Il nostro componente del driver passo-passo prende quindi questa uscita come input e la utilizza per guidare il motore a passi.

Dichiarazione di non responsabilità: sebbene inizialmente abbiamo utilizzato il codice VHDL dell'orologio specificato e l'abbiamo leggermente modificato per l'esecuzione sul nostro stepper, non disponeva della funzionalità completa di cui avevamo bisogno per utilizzare gli intervalli. Il codice trovato nella parte "sorgente" del file mostra l'organizzazione e l'autore con il nome di Scott Larson; tuttavia abbiamo aggiunto nella macchina a stati che abbiamo creato alla fine (nello stesso file pwm) che modula i cicli di accensione e spegnimento dell'orologio.

Passaggio 4: assemblaggio

1. Usando 2 cavi Jumper, collega le tue due uscite PMOD alla breadboard. Questi sono per il segnale pwm_out e il tuo segnale direzionale che si collegherà indirettamente allo stepper driver.

2. Usando 3 cavi Jumper e preferibilmente le stesse colonne PMOD per semplicità, collega le tue uscite "di precisione" alla breadboard. Questi fili servono per definire quale stato dello stepper viene attivato utilizzando nuovamente gli ingressi sul driver dello stepper

3. Utilizzando un connettore a 4 crimpare, collegare il motore a 4 fili alla breadboard. Assicurarsi che l'ordine sia lo stesso indicato nella configurazione di esempio; questo è importante altrimenti potresti far saltare il chip.

4. Utilizzando un secondo connettore a 4 crimpature, collegare il primo al secondo.

5. Supponendo di utilizzare un alimentatore a doppia uscita (2 livelli di tensione/amp separati), collegare l'uscita VCC della scheda alla breadboard come mostrato. NOTA: assicurarsi che l'alimentazione sia fornita alla scheda (e successivamente al driver passo-passo) prima del motore nel passaggio successivo, poiché si potrebbero distruggere le parti interne del chip con la tensione in eccesso.

6. Infine, utilizzando i coccodrilli o altri fili, collegare la 2a tensione di uscita al motore IN SERIE. Assicurati di nuovo che questo stia usando l'output corretto sul driver stepper.

Passaggio 5: conclusione

E il gioco è fatto, un motore passo-passo in funzione che varia i suoi passi in base all'input del cavo fornito al driver passo-passo. A causa del nostro tempo limitato, non siamo stati in grado, ma volevamo usare Python per tradurre il codice G in cicli di clock che potevano quindi essere utilizzati in combinazione con più motori per creare un modulo multiasse. Inoltre, non siamo stati in grado di ottenere con successo la modalità stepper 1/16 finale (la più precisa) per funzionare in modo coerente. Ciò era probabilmente dovuto al fatto che la nostra macchina a stati veniva catturata o si ripristinava automaticamente prima di raggiungere questa fase, anche quando i nostri input di commutazione erano veri.

Ecco il collegamento video finale:

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