Если вы интересуетесь робототехникой, электроникой или любите делать проекты своими руками, вы, вероятно, сталкивались с шаговым двигателем 28BYJ-48. Этот движок широко используется из-за его низкой стоимости и простоты интеграции в различные типы проектов. В этой статье мы предложим вам всю необходимую информацию о 28BYJ-48, его характеристиках, принципах работы и управлении, все объяснено ясно и просто.
Помимо того, что 28BYJ-48 является доступным компонентом, он идеально подходит для проектов, требующих точности движений, поскольку имеет встроенный редуктор, который позволяет ему обеспечивать более высокий уровень управления, несмотря на отсутствие высокого крутящего момента. Этот двигатель идеально подходит для управления позициями, создания небольших роботизированных прототипов или систем, требующих медленных и контролируемых движений.
Что такое шаговый двигатель 28BYJ-48?
28BYJ-48 - это униполярный шаговый двигатель который выделяется главным образом своей сниженной ценой и наличием редуктора. Хотя его электрические характеристики не впечатляют, встроенный редуктор делает его очень функциональным вариантом в проектах, где требуется точность при небольших перемещениях.
Одним из главных преимуществ этого двигателя является то, что его можно встретить в версиях 5V y 12V. Обе модели физически одинаковы, но на этикетке двигателя указано его номинальное напряжение. Наиболее распространенными моделями являются модели 5V, которые обычно используются непосредственно с такими платами, как Arduino.
Технические характеристики 28BYJ-48
El 28BYJ-48 Он имеет ряд особенностей, которые делают его идеальным для проектов любителей электроники:
- Угол наклона вала: 0.087°/шаг в полушаговом режиме.
- Встроенный редуктор 1/64, что означает, что Шаги 4096 Они необходимы для совершения одного полного оборота оси (в полушаговом режиме).
- Номинальный тенсион: 5V o 12Vв зависимости от модели.
- Сопротивление катушки: 50 Ом для модели 5В.
- Максимальный крутящий момент после прохождения через редуктор составляет 0.3 кгс•см.
- Максимальная рабочая частота: 100Hz, что эквивалентно примерно 1.5 оборотам в минуту.
Работа шагового двигателя 28BYJ-48
Этот шаговый двигатель имеет четыре фазы и управляется схемой контроллера, которая последовательно активирует каждую из катушек. Он УЛН2003 является наиболее распространенным драйвером, используемым с 28BYJ-48. Этот контроллер отвечает за генерацию тока, необходимого для возбуждения катушек двигателя, поскольку выходы микроконтроллеров, таких как Arduino, не могут напрямую обрабатывать необходимую интенсивность.
Ключом к правильной работе этого двигателя является последовательность активации катушки. В зависимости от соблюдаемой последовательности можно добиться большей или меньшей точности движения. Существует три основных способа активации катушек двигателя, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки:
- 1-фазная последовательность (волновой привод)- Одновременно возбуждается только одна катушка, что приводит к минимальному крутящему моменту, но экономит энергию. В этом режиме для прохождения одного круга требуется 2048 шагов.
- 2-фазная последовательность (полный шаг): две катушки возбуждаются одновременно, увеличивая крутящий момент, но также и потребление энергии. Как и в случае однофазной последовательности, для одного полного оборота требуется 2048 шагов.
- Последовательность полушагов: в этом режиме он попеременно возбуждает одну и две катушки одновременно, обеспечивая большую точность: 4096 шагов для выполнения одного оборота.
Схема подключения
Чтобы использовать 28BYJ-48 с Arduino или любой другой микроконтроллер, необходимо подключить его к Плата драйвера ULN2003. Эта плата имеет контакты, которые легко подключаются к двигателю, что позволяет избежать ошибок при подключении фаз.
Мотор можно запитать напрямую от розетки. 5V от Arduino, если вы используете версию двигателя на 5 В. Дополнительно необходимо соединить контакты IN1, IN2, IN3 e IN4 от контроллера к цифровым контактам вашего Arduino.
Код для управления 28BYJ-48
Код управления 28BYJ-48 достаточно прост благодаря библиотеке Степпер.ч доступен в среде разработки Arduino. Эта библиотека позволяет легко создавать программы, в которых вы можете контролировать направление и количество шагов, которые мы хотим, чтобы двигатель выполнял.
Вот базовый пример:
#включать // Определяет количество шагов за поворот: const intstepsPerRevolution = 2048; // Соединения: // Контакт 8 с IN1 драйвера ULN2003 // Контакт 9 с IN2 драйвера ULN2003 // Контакт 10 с IN3 драйвера ULN2003 // Контакт 11 с IN4 драйвера ULN2003 // Создание объекта шага для шага под названием «myStepper» обратите внимание на порядок контактов: Stepper myStepper = Stepper(stepsPerRevolution, 8, 10, 9, 11); void setup() { myStepper.setSpeed(5); // Устанавливаем скорость 5 об/мин Serial.begin(9600); // Начинаем обмен данными для отладки } void Loop() { // Поворот на 1 оборот в одном направлении: Serial.println("по часовой стрелке"); myStepper.step(stepsPerRevolution); задержка(500); // Поворот на 1 оборот в противоположном направлении: Serial.println("против часовой стрелки"); myStepper.step(-stepsPerRevolution); задержка(500); }
Применение двигателя 28BYJ-48
El 28BYJ-48 Он используется во многих сферах благодаря своей универсальности и низкой стоимости. Некоторые из наиболее распространенных приложений включают в себя:
- Принтеры и сканеры: там, где требуется точный контроль движения, особенно при движении печатающих или сканирующих головок.
- роботизированное оружие: при котором руке необходимо двигаться точно, чтобы занять определенное положение.
- Проекты домашней автоматизации: например, автоматические жалюзи или интеллектуальные замки с электронным управлением.
- Системы позиционирования: как солнечные панели, которые следуют за солнцем.
Преимущества и недостатки
28BYJ-48 имеет ряд преимуществ, которые делают его особенно полезным в проектах любительской электроники:
- Бюджетный: Цена очень доступная.
- прецизионный: благодаря редуктору точность достигает 0.087° на шаг (в полушаговом режиме).
- Fácil de Manejar: Им можно легко управлять с помощью микроконтроллера и контроллера ULN2003.
Однако у него есть и определенные недостатки:
- ограниченная скорость: Редуктор ограничивает скорость двигателя, что может стать проблемой в приложениях, требующих быстрых движений.
- Ограниченный крутящий момент: Хотя редуктор и улучшает крутящий момент, это все же довольно слабый двигатель по сравнению с другими более крупными моделями.
В заключение, если вы ищете шаговый двигатель для своих проектов в области электроники, настоятельно рекомендуется использовать 28BYJ-48. Его низкая цена и простота использования делают его одним из лучших вариантов для начала работы с шаговыми двигателями. Кроме того, хотя он и не очень мощный, его точности достаточно для большинства проектов домашней робототехники, позиционирования или приложений, где управление движением имеет большее значение, чем скорость и крутящий момент.