스테퍼 모터는 개별 단계로 작동하고 감시 카메라에서 정교한 로봇 및 기계에 이르기까지 모든 곳에서 사용되는 DC 모터 유형입니다. 스테퍼 모터는 정확한 제어를 제공하며 토크, 회 전당 단계 및 입력 전압을 기준으로 구분할 수 있습니다. 이전 프로젝트에서는 Arduino를 사용하여 28-BYJ48 스테퍼 모터를 제어했습니다. 28-BYJ48은 NEMA 14, NEMA17과 같은 다른 스테퍼 모터보다 상대적으로 낮은 토크를가집니다.
이 튜토리얼에서는 Arduino Uno 및 A4988 스테퍼 드라이버 모듈을 사용하여 NEMA17 스테퍼 모터 를 제어합니다. Nema17 스테퍼 모터는 28-BYJ48보다 토크가 높고 작동 전압이 높습니다. 여기에는 스테퍼 모터의 방향을 제어하기 위해 전위차계도 부착됩니다.
필요한 구성 요소
- Arduino UNO
- NEMA17 스테퍼 모터
- A4988 스테퍼 드라이버 모듈
- 47µf 커패시터
- 전위차계
NEMA17 스테퍼 모터
Nema17의 작동은 일반 스테퍼 모터와 유사합니다. NEMA 17 스테퍼 모터에는 1.7 x 1.7 인치 전면 판이 있으며 일반적으로 NEMA 14와 같은 작은 변형보다 더 많은 토크를가집니다.이 모터에는 6 개의 리드선이 있으며 정격 전압은 12V입니다. 더 낮은 전압에서 작동 할 수 있지만 토크는 떨어집니다. 스테퍼 모터는 회전하지 않으며 NEMA17 모터의 스텝 각도는 1.8 도입니다. 모든 단계에서 1.8도를 다룹니다. NEMA17의 배선도는 아래와 같습니다.
보시 다시피이 모터는 Unipolar 6- 와이어 배열 입니다. 이 와이어는 두 개의 분할 권선으로 연결됩니다. 검정색, 노란색, 녹색 와이어는 첫 번째 권선의 일부이며 검정색은 중앙 탭이고 노란색 및 녹색은 코일 끝이고 빨간색, 흰색 및 파란색은 두 번째 권선의 일부이며 흰색은 중앙 탭이고 빨간색과 파란색은 코일입니다. 끝 전선. 일반적으로 중앙 탭 와이어는 분리 된 상태로 둡니다.
NEMA17의 회 전당 단계
특정 스테퍼 모터의 회 전당 스텝 수는 해당 스테퍼 모터의 스텝 각도를 사용하여 계산됩니다. 따라서이 경우 NEMA 17 스텝 각도는 1.8 도입니다.
회 전당 스텝 = 360 / 스텝 각도 360 / 1.8 = 회 전당 200 스텝
NEMA17의 사양
- 정격 된 전압: 12V DC
- 단계 각도: 1.8 deg.
- 단계 수: 4
- 모터 길이: 1.54 인치
- 4 선, 8 인치 리드
- 회 전당 200 단계, 1.8도
- 작동 온도: -10 ~ 40 ° C
- 유니 폴라 홀딩 토크: 22.2 oz-in
또한 다양한 마이크로 컨트롤러와의 기본 인터페이스를 포함 할뿐만 아니라 스테퍼 모터를 포함하는 로봇 공학 프로젝트도 여기에서 다양한 스테퍼 모터 관련 프로젝트를 확인하십시오.
A4988 스테퍼 드라이버 모듈
스테퍼 드라이버 모듈은 스테퍼 모터의 작동을 제어합니다. 스테퍼 드라이버는 다양한 단계를 통해 스테퍼 모터에 전류를 보냅니다.
A4988 NEMA 17 스테퍼 드라이버 바이폴라 스테퍼 모터를 제어하는 데 사용되는 마이크로 드라이버 모듈이다. 이 드라이버 모듈에는 변환기가 내장되어있어 컨트롤러의 핀을 거의 사용하지 않고 스테퍼 모터를 제어 할 수 있습니다.
이 Nema 17 모터 드라이버 모듈 을 사용하면 STEP 및 DIRECTION의 두 핀만 사용하여 스테퍼 모터를 제어 할 수 있습니다. STEP 핀은 스텝을 제어하는 데 사용되며 DIRECTION 핀은 모터의 방향을 제어하는 데 사용됩니다. A4988 드라이버 모듈이 제공하는 다섯 가지 단계 해상도: 전체 단계, 손잡이 단계, 분기 단계, 여덟 단계, 그리고 여섯 단계를 . 분해능 선택기 핀 ((MS1, MS2 및 MS3)을 사용하여 다른 단계 분해능을 선택할 수 있습니다. 이러한 핀에 대한 진리표는 다음과 같습니다.
MS1 | MS2 | MS3 | 마이크로 스텝 분해능 |
낮은 | 낮은 | 낮은 | 전체 단계 |
높은 | 낮은 | 낮은 | ½ 스텝 (하프 스텝) |
낮은 | 높은 | 낮은 | ¼ 단계 (분기 단계) |
높은 | 높은 | 낮은 | 1/8 스텝 (8 스텝) |
높은 | 높은 | 높은 | 1/16 단계 (16 단계) |
A4988의 사양
맥스. 작동 전압: 35V
최소 작동 전압: 8V
맥스. 위 상당 전류: 2A
마이크로 스텝 분해능: 풀 스텝, ½ 스텝, ¼ 스텝, 1/8 및 1/16 스텝
역 전압 보호: 아니오
크기: 15.5 × 20.5mm (0.6 인치 × 0.8 인치)
회로도
Arduino로 Nema 17 스테퍼 모터 를 제어하는 회로도 는 위의 이미지와 같습니다. A4988 모듈에는 변환기가 내장되어 있으므로 스텝 및 방향 핀을 Arduino에 연결하기 만하면 됩니다. 스텝 핀은 스텝을 제어하는 데 사용되며 방향 핀은 방향을 제어하는 데 사용됩니다. 스테퍼 모터는 12V 전원을 사용하여 구동되고 A4988 모듈은 Arduino를 통해 구동됩니다. 전위차계는 모터의 방향을 제어하는 데 사용됩니다.
전위차계를 시계 방향으로 돌리면 스테퍼가 시계 방향으로 회전하고 전위차계를 시계 반대 방향으로 돌리면 시계 반대 방향으로 회전합니다. 47µf 커패시터는 전압 스파이크로부터 보드를 보호하는 데 사용됩니다. MS1, MS2 및 MS3 핀이 분리 된 상태로 남아 있으므로 드라이버가 풀 스텝 모드로 작동합니다.
아래 표에 나와있는 Arduino Nema 17 A4988의 완전한 연결.
S.NO. |
A4988 핀 |
연결 |
1 |
VMOT |
+ ve 배터리 |
2 |
GND |
-ve 배터리 |
삼 |
VDD |
Arduino의 5V |
4 |
GND |
Arduino의 GND |
5 |
STP |
Arduino의 핀 3 |
6 |
DIR |
Arduino의 핀 2 |
7 |
1A, 1B, 2A, 2B |
스테퍼 모터 |
코드 설명
작동하는 비디오 컨트롤이있는 완전한 코드 Arduino와 함께 Nema 17 이이 튜토리얼의 끝에 제공됩니다. 여기서는 프로젝트의 작동을 이해하기위한 완전한 프로그램을 설명합니다.
먼저 Arduino IDE에 스테퍼 모터 라이브러리를 추가하십시오. 여기에서 스테퍼 모터 라이브러리를 다운로드 할 수 있습니다.
그 후 NEMA 17에 대한 단계 수를 정의합니다. 계산 한대로 아니오. NEMA 17의 회 전당 걸음 수는 200입니다.
#포함
그 후 드라이버 모듈이 연결된 핀을 지정하고 모터가 드라이버 모듈을 통해 연결되므로 모터 인터페이스 유형을 Type1 로 정의합니다.
스테퍼 스테퍼 (STEPS, 2, 3); #define motorInterfaceType 1
다음으로 stepper.setSpeed 함수를 사용하여 스테퍼 모터의 속도를 설정합니다. NEMA 17의 최대 모터 속도는 4688RPM이지만 1000RPM보다 빠르게 작동하면 토크가 빠르게 떨어집니다.
void setup () { stepper.setSpeed (1000);
이제 에서 주요 루프, 우리는 A0 핀에서 가변 저항 값을 읽습니다. 이 루프에는 potVal 함수 와 Pval 함수 가 있습니다 . 현재 값, 즉 potVal 이 이전 값보다 높으면, 즉 Pval 이 시계 방향으로 10 단계 이동하고 현재 값이 이전 값보다 작 으면 시계 반대 방향으로 10 단계 이동합니다..
potVal = map (analogRead (A0), 0,1024,0,500); if (potVal> Pval) stepper.step (10); if (potVal
이제 Arduino를 노트북과 연결하고 Arduino IDE를 사용하여 Arduino UNO 보드에 코드를 업로드하고 보드 및 포트 번호를 선택한 다음 업로드 버튼을 클릭합니다.
이제 전위차계를 사용하여 Nema17 스테퍼 모터의 방향을 제어 할 수 있습니다. 프로젝트의 전체 작업은 아래 비디오에 나와 있습니다. 이 프로젝트에 대해 의문이있는 경우 아래 댓글 섹션에 게시하십시오.