Motore passo-passo attuatore lineare: 3 passaggi (con immagini)

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

Per convertire il movimento rotatorio del motore passo-passo in un movimento lineare, il motore passo-passo è collegato a una filettatura. Sulla filettatura utilizziamo un dado in ottone che non è in grado di ruotare. Ad ogni giro di filettatura il dado in ottone viene traslato nella direzione assiale della filettatura.

Vedi: attuatore lineare con dado mobile,

Passaggio 1: elenco delle parti

Uno degli obiettivi è l'utilizzo di materiale standard. Mantiene bassi i costi e se una parte si rompe può essere facilmente sostituita.

• Ancora M5 in ottone
• Filettatura M5 in acciaio inossidabile
• Dadi M5 (opzionali)
• Connettore di messa a terra
• Cuscinetti a sfere diametro interno Ø5mm (es. MF105 ZZ 5x10x4, F695 ZZ 5x13x4)
• Asse motore passo-passo Ø5mm con lati piatti (ad es. tipi BYJ, 20BYJ46, 24BYJ48, 28BYJ48, 30YJ46, 35BYJ46)
• Driver per motore passo-passo (es. ULN2003, ULN2003 mini)
• Arduino

Passaggio 2: parti

Accoppiamento motore passo-passo - filetto

Il connettore di messa a terra è progettato per collegare due fili. Entrambi i lati sono dotati di 2 viti per il fissaggio del filo. Per collegare il motore passo-passo con la filettatura è necessario forare il diametro interno del connettore di messa a terra a Ø5mm (rimuovere le viti piccole prima di forare). I motori passo-passo più piccoli dei modelli BYJ hanno una superficie piana di 6 mm sull'asse. La lunghezza del connettore è di 30 mm. Quando tagliati a metà abbiamo 2 accoppiamenti.

Una vite del giunto è avvitata alla superficie piana del motore passo-passo e la seconda vite è avvitata all'asta filettata. Questo lo rende un accoppiamento rigido che trasferisce la coppia del motore passo-passo all'asta filettata.

Attenzione, poiché si tratta di un accoppiamento rigido, il disallineamento dell'asta, dei cuscinetti o del dado provoca problemi nel motore passo-passo.

Barra filettata

Preferibilmente l'asta filettata e il dado filettato sono di materiali diversi. La scelta del materiale per l'asta filettata è l'acciaio inossidabile. È un materiale rigido, ha una resistenza alla corrosione, alla ruggine e alle macchie. La scelta del materiale per il dado è l'ottone. Il coefficiente di attrito statico/dinamico sulla superficie asciutta è basso (statico 0,4, dinamico 0,2)

Dado in ottone

L'ancora in ottone ha una sezione filettata interna e una sezione che ha una forma conica. Di questo tipo gli ancoraggi i primi 10mm sono filettati metrici. Questa è la sezione che viene utilizzata in questo progetto.

La sezione interna a forma di cono è inutilizzabile. Si espande quando viene inserita una barra filettata e questo distruggerà l'alloggiamento del dado.

Dado dell'alloggiamento

Per far traslare il dado nella direzione assiale dell'asta filettata, è necessario evitare la rotazione del dado. Il dado deve quindi avere una superficie piana. Un esempio è l'immagine con il blocco di legno quadrato. Il dado è incollato nel blocco.

Sii consapevole del disallineamento.

cuscinetti

Per evitare il maggior attrito possibile utilizzare cuscinetti a sfera. Questi cuscinetti sono economici. Non è necessaria troppa precisione. Ci sono alcune tolleranze tra barra filettata e cuscinetto, questo assorbe alcuni disallineamenti. I cuscinetti che sto usando hanno una flangia e sono strettamente premuti nel legno.

Passaggio 3: collegamento del motore passo-passo ad Arduino

La serie BYJ sono motori passo-passo unipolari. In questo progetto il motore passo-passo è un 20BYJ46. Il driver è un mini-ULN2003.

Quando si acquista un motore passo-passo, verificare la tensione nominale. Utilizzare una versione 5V quando si utilizza l'alimentatore Arduino. Controlla la corrente con la formula: U=IxR. La versione 5V del 20BYJ46 ha una resistenza di 60ohm. La corrente è quindi I=U/R=5/60=0.08A.

L'Arduino non è in grado di fornire abbastanza corrente ai pin digitali per alimentare direttamente un motore passo-passo. Per proteggere l'Arduino viene utilizzato un driver. Un driver legge ai pin di input lo stato dei pin digitali dell'Arduino e scrive sui pin di output. Quando il pin di ingresso 1B è "High", l'alimentazione fornita al driver viene indirizzata ai pin VCC(+) e 1C(-).

Vedere l'immagine e la tabella come collegare l'Arduino al driver passo-passo al motore passo-passo (motore e driver sono forniti con presa e spina corrispondenti). Se tutto è cablato correttamente, Arduino può essere alimentato e il codice può essere caricato su Arduino.

Vedi tabella come ruotare il motore passo-passo l'Arduino deve fare un pin digitale “Alto”, gli altri pin devono essere “BASSO” quando la rotazione del motore passo-passo è fatta l'Arduino deve fare il pin successivo “ALTO”, gli altri pin devono essere "BASSO" e così via. Quando questo viene ripetuto il motore passo-passo inizia a ruotare.