Module de projet final du pilote pas à pas : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Par Marquis Smith et Peter Moe-Lange

Étape 1: Présentation

Dans ce projet, nous avons utilisé un pilote pas à pas pour contrôler la rotation d'un moteur pas à pas. Ce moteur pas à pas est capable de se déplacer à des intervalles très précis, et à différentes vitesses. Nous avons utilisé une carte FPGA Basys 3 pour envoyer un signal au pilote pas à pas et au moteur sur un support de maquette.

Des fonctionnalités supplémentaires sont introduites avec des commutateurs qui correspondent aux entrées du pilote pas à pas. Lorsqu'ils fonctionnent correctement, nos intervalles de mouvement du moteur seraient basés sur la machine d'état implémentée à l'aide du code HDL et des entrées filaires, du mouvement pas à pas complet 1/1 à un mouvement pas à pas aussi précis que 1/16. Notre réinitialisation est simplement une "sécurité intégrée"; c'est-à-dire que si quelque chose d'indésirable se produit dans la machine d'état, le conducteur mettra par défaut le moteur à son réglage d'intervalle de mouvement le plus élevé.

Étape 2: Matériaux

Voici le matériel dont vous aurez besoin pour l'installation:

Pilote pas à pas A4988

Moteur pas à pas Nema 17 (nous avons utilisé un modèle à 4 fils, un modèle à 6 fils nécessitera plus d'entrées et de code pour la fonctionnalité puissance/couple variable)

Toute planche à pain standard

Fils de liaison standard

Alimentation variable (Pour ce projet, les plages de puissance sont quelque peu spécifiques et sensibles pour des performances optimales)

Ruban (ou drapeau de quelque sorte pour voir les pas du moteur plus clairement)

Pinces crocodiles (Pour connecter la carte à l'alimentation, bien que cela puisse bien sûr être fait de plusieurs manières)

Étape 3: Schémas, code et conception de blocs

Lien de code:

Ce code est une implémentation d'un module PWM; celui qui prend des entrées d'horloge numérique et de service et produit un cycle "on" et "off" qui simule les entrées analogiques. Notre composant de pilote pas à pas prend ensuite cette sortie comme entrée et l'utilise pour entraîner le moteur par étapes.

Avis de non-responsabilité: alors que nous avons initialement utilisé le code VHDL d'horloge donné et l'avons légèrement modifié pour qu'il s'exécute sur notre moteur pas à pas, il n'avait pas toutes les fonctionnalités dont nous avions besoin pour utiliser les intervalles. Le code trouvé dans la partie "source" du fichier montre l'organisation et l'auteur du nom de Scott Larson; Cependant, nous avons ajouté la machine à états que nous avons créée à la fin (dans le même fichier pwm) qui module les cycles d'activation et de désactivation de l'horloge.

Étape 4: Assemblage

1. À l'aide de 2 cavaliers, connectez vos deux sorties PMOD à la maquette. Ce sont pour le signal pwm_out et votre signal directionnel qui se connectera indirectement au pilote pas à pas.

2. En utilisant 3 fils cavaliers et de préférence les mêmes colonnes PMOD pour plus de simplicité, connectez vos sorties "précision" à la maquette. Ces fils servent à définir quel état du moteur pas à pas est déclenché en utilisant à nouveau les entrées du pilote pas à pas

3. À l'aide d'un connecteur à 4 sertissages, connectez le moteur à 4 fils à la planche à pain. Assurez-vous que l'ordre est le même que celui indiqué sur l'exemple de configuration; c'est important sinon vous risquez de faire sauter la puce.

4. À l'aide d'un deuxième connecteur à 4 sertissages, connectez le premier au second.

5. En supposant que vous utilisez une alimentation à double sortie (2 niveaux de tension/ampère séparés), connectez la sortie VCC de la carte à la maquette comme indiqué. REMARQUE: assurez-vous que l'alimentation est fournie à la carte (et par la suite au pilote pas à pas) avant le moteur à l'étape suivante, car vous pourriez détruire les composants internes de la puce avec la tension excessive.

6. Enfin, à l'aide des pinces crocodiles ou d'autres fils, connectez la 2e tension de sortie au moteur EN SÉRIE. Assurez-vous à nouveau que cela utilise la sortie appropriée sur le pilote pas à pas.

Étape 5: Conclusion

Et voilà, un moteur pas à pas en marche qui varie ses pas en fonction de l'entrée de fil donnée au pilote pas à pas. En raison de notre temps limité, nous ne pouvions pas mais voulions utiliser Python pour traduire le code G en cycles d'horloge qui pourraient ensuite être utilisés en association avec plusieurs moteurs pour créer un module multi-axes. Nous n'avons pas non plus réussi à faire fonctionner le mode pas à pas 1/16 final (le plus précis) de manière cohérente. Cela était probablement dû au fait que notre machine d'état s'était attrapée ou se réinitialisait automatiquement avant d'atteindre cette étape, même lorsque nos entrées de commutateur étaient vraies.

Voici le lien de la vidéo finale:

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