Expériences PWM de moteurs à courant continu aléatoires + Dépannage de l'encodeur : 4 étapes

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-23 14:45

Il y a souvent des moments où les déchets de quelqu'un sont le trésor d'un autre, et c'était l'un de ces moments pour moi.

Si vous m'avez suivi, vous savez probablement que j'ai entrepris un énorme projet pour créer ma propre imprimante 3D CNC à partir de ferraille. Ces pièces étaient fabriquées à partir de vieilles pièces d'imprimante et de divers moteurs pas à pas.

Ce chariot d'imprimante provient d'une imprimante matricielle Texas Instruments des années 1980. Malheureusement, je ne me souviens pas du modèle, mais j'ai le numéro du moteur, 994206-0001. Ce moteur à courant continu est également équipé d'un encodeur, ce qui serait utile pour les applications modernes. Dans ma hâte de récupérer cet assemblage, je l'ai seulement retiré et pris une photo de l'endroit où il était connecté.

Dans ce Instructable, je vais essayer de voir si le moteur et l'encodeur fonctionnent réellement et à quoi servent les brochages.

Fournitures:

Moteur à courant continu avec encodeur

Arduino UNO, NANO

Pont en H L298N

Convertisseur DC Buck

Alimentation capable de la ou des tensions associées dont vous pourriez avoir besoin (un ancien PC ATX pourrait être une option viable)

Câbles

PC avec IDE Arduino

Multimètre

Carnet!!

Étape 1: Un coup d'œil à l'assemblage

La photo 1 montre la moitié principale du chariot. Il était équipé de l'ensemble, du moteur avec l'encodeur, et des pistes pour l'ancienne alimentation papier matricielle. J'ai enlevé les rails et une partie de l'assemblage inférieur. La pièce inférieure que j'ai retirée était la barre de support en acier, qui était en fait assez lourde (ils ne semblent pas les faire comme ça de nos jours).

L'image deux montre où J8 (le connecteur de l'encodeur) et J6 (le connecteur du moteur) ont été retirés de la carte de commande. Je l'ai pris en photo à l'école moi-même sur les traces et les circuits intégrés de la "carte mère".

Sur les images 3 et 4, vous pouvez voir respectivement les connecteurs du moteur et de l'encodeur.

Après avoir cartographié les traces sur l'encodeur et reproduit le schéma, j'ai pu produire mon propre schéma que je pouvais avoir facilement à disposition. Le brochage de l'encodeur était la chose la plus importante pour moi à déterminer et est au centre de cette instructable pour le dépannage. Nous verrons cela dans la section suivante.

Étape 2: Comprendre le brochage de l'encodeur

Maintenant, je dois comprendre quel est le brochage sur l'encodeur. J'ai marqué arbitrairement les broches 1 à 8 et je les décris dans la dernière photo. Ce que je suppose, en regardant la carte de commande et les traces sur l'encodeur lui-même, c'est que les broches 1 et 6 sont à la masse et 5 est Vcc (alimentation, 5V). La connexion pour 2 est masquée, ce qui est inutile et 3, 4, 7 et 8 sont les sorties du réseau de diodes. AVERTISSEMENT: je fais une supposition audacieuse avec mon test ! J'ai connecté la masse à la masse sur ma source d'alimentation mais je connecte ensuite directement 5 V à l'encodeur. À partir de ce niveau élevé, une tension pourrait détruire votre encodeur si vous ne savez pas de quelle tension il a besoin (comme je ne le savais pas). Donc, vous voudrez peut-être commencer à une tension inférieure comme 3,3 V. Après avoir connecté ma source d'alimentation 5 V à la broche 5 de l'encodeur et la masse à la broche 1, je colle la masse de mon multimètre aux broches 1 et 5 pour m'assurer que l'alimentation est présente, photo 2. Ensuite, je commence à tester la broche 3, ce que j'ai supposé être l'un des réseaux de photodiodes, photos 3-5. Comme vous pouvez le voir, la tension passe de près de 0 V à près de 5 V lorsque je fais tourner l'arbre du moteur. C'était un bon signe pour prouver que mon hypothèse était correcte ! J'ai fait la même chose pour les broches 4, 7 et 8 et j'ai obtenu les mêmes résultats. Alors maintenant, j'ai déterminé quelles sont les broches de sortie de mon encodeur.

Vous pouvez faire de même avec n'importe quel capteur optique que vous tirez d'une imprimante dont vous pouvez récupérer des pièces, car la plupart ne sont pas livrés avec des connecteurs à 8 broches. Pour les imprimantes domestiques modernes, il semble qu'il s'agisse de types à 3 ou 4 broches. HomoFaciens a une excellente vidéo YouTube sur la façon de déterminer une broche inconnue pour les capteurs optiques.

Étape 3: Simple croquis Arduino pour déplacer le moteur d'avant en arrière

Maintenant que j'ai des données pour l'encodeur du moteur, il est temps de voir comment le moteur lui-même fonctionnera. Pour ce faire, j'ai écrit un croquis très basique pour l'Arduino, photos 3 - 5. Je définis mon entrée pour la modulation de largeur d'impulsion du L298N comme "enB". Pour les broches 3 et 4, je l'ai configuré pour permettre au moteur de changer de direction, si nécessaire. Cette volonté

A. Allumer le moteur

B. Déplacez-vous dans une direction pendant 2 secondes

C. Changez de direction pendant 2 secondes, et

D. Répéter

Je veux juste tester la configuration et la fonctionnalité et cela s'est avéré réussi (après avoir changé le pouls de 50 à 100, voir photo ci-dessus).

Le prochain croquis augmente l'accélération, photos 6 - 8. Je démarre PWM à partir de 100 (tel que déterminé à partir du premier croquis) et j'accélère à 255. Cela va

A. Accélérer la broche 3 (direction CW) de 100 à 255 sur PWM pendant 0,1 seconde

B. Décélérer de 255 à 100 pendant 0,1 seconde

C. Inverser la direction, broche 4 (CCW)

D. Accélérer/décélérer, comme la broche 3

E. Répéter

Ce processus est (en quelque sorte) vu sur la dernière photo, mais reportez-vous à la vidéo pour un meilleur visuel.

Ces croquis de base peuvent également être adaptés à votre moteur à courant continu. Je crois que beaucoup de gens utilisent ce type de croquis pour contrôler des robots ou un autre type d'appareil roulant. Je voulais juste vérifier le fonctionnement et mieux comprendre par moi-même si ce moteur fonctionnera ou non.

Étape 4: Réflexions finales (pour l'instant)

C'est là que je dirais, la phase 1, est terminée.

Je sais que l'encodeur fonctionne et que le moteur fonctionnera avec PWM sur l'Arduino.

La prochaine chose pour mon application ultime serait de:

1. Déterminez l'impulsion par tour (PPR) de l'encodeur pour ses chemins A et B, Haut et Bas. Je suis sûr qu'il existe un croquis quelque part où je pourrais exécuter mon PWM avec un compteur d'impulsions d'encodeur, CW et CCW, mais je n'en ai pas encore trouvé. (Tout commentaire sur l'endroit où trouver un croquis Arduino sera grandement apprécié !)

2. Déterminez comment faire fonctionner ce moteur CC/Encodeur sur GRBL et calibrez inévitablement les axes. (Encore une fois, veuillez commenter si vous connaissez quelque part) J'aimerais le faire avec un ordinateur portable Microsoft. J'en ai trouvé sous Linux mais cela ne m'aidera pas.

3. Concevez la machine pour qu'elle fonctionne dans le cadre d'une commande numérique complète.

Toutes les réflexions pour cet objectif sont définitivement recommandées si vous souhaitez les laisser dans la section commentaires. Merci d'avoir regardé et j'espère que cela aide/inspire quelqu'un.