Как лучше подключить nema23 к а4988

Помогите в создании ЧПУ станка

Здравствуйте, уважаемые форумчане и гении станочно-чпушного дела)
Появилась необходимость создать чпу на ESP32, но до вчерашнего дня совсем не сталкивался с этой темой, поэтому прошу помощи у знающих людей.
Необходимо создать вращающуюся круглую платформу диаметром 50см, в которой будет зафиксирована также круглая деревянная. Непосредственно в самой заготовке нужно делать мелкие отверстия с шагом от 5 до 20 мм.
На данный момент я пришел к такому выбору:
1. Шаговый двигатель NEMA 23 23HS5628 подключенный через драйвер dm542 будет вращать шестерню, которая будет передавать вращение на шестерню платформы (6 к 1)
2. Шаговый двигатель NEMA 17 17HS8401 подключенный через драйвер A4988 будет двигатель по вертикальной оси (винт и линейные подшипники) мотор постоянного тока 12В
Плюс к этому всему набору хотелось бы добавить сервопривод, конечные выключатели для оси с NEMA 17 (если они нужны, до сих пор не пойму).

В общем главные мои вопросы, которые хотелось бы прояснить:/
1. Правильный ли выбор шаговых моторов для таких целей?
2. Какое питание необходимо для ШД?
3. Возможно ли организовать питание этого всего набора + самой платы ESP32 и дополнительно платы SD-карты через один импульсный блок питания? Как его подобрать? Как подключить, учитывая что ESP32 необходимо 3,3В, плате SD-карты 5В, шаговым двигателям 12-24В, шпинделю 12В?

Очень буду благодарен за помощь!

Поделиться202-12-2022 11:19:20

• Автор: blex
• Долгожитель
• Откуда: Минск
• Зарегистрирован : 18-03-2014
• Приглашений: 0
• Сообщений: 455
• Уважение: [+68/-1]
• Позитив: [+328/-18]
• Пол: Мужской
• Провел на форуме:
  11 дней 13 часов
• Последний визит:
  Сегодня 13:21:25

Вы очень хорошо шифруетесь на предемет того что в итоге должно получится. Возможно, зря. Возможно — есть пути попроще.
А по вопросам:
1) Да для платформы, для вертикальной оси скорее нет. Неизвестна масса сверлильного узла. Но если сверлить до 20мм — то это что — то весомое, NEMA 17 17HS8401не потянет. Туда тоже надо NEMA 23 или 17 с моментом повыше. Или урежьте осетра насчет диаметра и мощности сверлилки.
2) Питание ШД — нет такого понятия. Питание драйвера ШД dm542: — 18-50В, драйвера A4988 — до 35В. Предположу что вам будет проще всего достать импульсный БП на 24В и выкрутить подстроечником до 27 — 28В. Вообще в идеале повыше.
3) Через один БП оно — то можно. Организовать питание через несколько разных DC-DC и хорошо отфильтровать выходное напряжение для питания управляющей электроники. Но я обычно беру старое зарядное от телефона. У всех есть старое зарядное от телефона. А с питанием шпинделя тут хз. Нужен мощный DC-DC. Или все же отдельный БП.
Ваш вариант — старый ИБП (бесперебойник). Он отлично подойдет как корпус — и главное, там стоит достаточно мощный трансформатор, с которого можно снять до 48В для драйверов и на отдельных отводах его взять напряжения для питания шпинделя и управляющей электроники. Да, нужны будут выпрямители, стабилизатор на 5В с парочкой конденсаторов и дросселей. Но это куда дешевле — на любой барахолке ИБП с дохлыми/отсутствующими АКБ — полно. И очень не дорого, почти даром. Часть деталей можно будет снять с их же плат — те же стабилизаторы на 5 и 12В.
Зачем Вам нужна SD карта? Там же нет такого обьема данных. Сервопривод — зачем и куда? Концевики — не обязательны.

Отредактировано blex (02-12-2022 11:19:57)

Поделиться302-12-2022 12:22:14

• Автор: Kuvychynskyi
• Новенький
• Зарегистрирован : 30-11-2022
• Приглашений: 0
• Сообщений: 4
• Уважение: [+0/-0]
• Позитив: [+0/-0]
• Провел на форуме:
  3 часа 48 минут
• Последний визит:
  20-02-2023 14:13:03

blex написал(а):

Отредактировано blex (Сегодня 11:19:57)

Спасибо большое за ответ!
С вашей помощью стало понятно уже больше)
1. Шпиндель, то есть мотор постоянного тока будет сверлить небольшие отверстия 3-4 мм. И опять же такие не могу выбрать: у меня в магазинах поблизости есть 775, 895 типоразмеры. Вес его будет до 500гр. Плюс алюминиевое крепление для шпинделя около 250гр + линейные подшипники, каретка из пластика. До 1 кг точно будет. Думаете NEMA 17 17HS8401 будет мало?
2. То есть если максимальное поддерживаемое питание одного из драйверов A4988 — до 35В, то можно взять впритык 34В допустим и подключить оба драйвера. Просто я думаю может для моих задач достаточно 24В?
3. Я думал взять блок 24В 10А подключить на 1 вывод драйвер Nema 23, на 2 вывод драйвер Nema 17 и шпиндель. А на третий вывод поставить понижайку до 5В и раскидать все остальное. Но что-то я походу ошибался?)
4. Sd-карта нужна для хранение файлов G-кода.

Поделиться402-12-2022 16:18:57

• Автор: Dark Knight
• Долгожитель
• Откуда: Сафоново
• Зарегистрирован : 16-11-2020
• Приглашений: 0
• Сообщений: 681
• Уважение: [+65/-17]
• Позитив: [+17/-8]
• Пол: Мужской
• Провел на форуме:
  6 дней 17 часов
• Последний визит:
  Сегодня 05:48:14

Kuvychynskyi написал(а):

Спасибо большое за ответ!
С вашей помощью стало понятно уже больше)
1. Шпиндель, то есть мотор постоянного тока будет сверлить небольшие отверстия 3-4 мм. И опять же такие не могу выбрать: у меня в магазинах поблизости есть 775, 895 типоразмеры. Вес его будет до 500гр. Плюс алюминиевое крепление для шпинделя около 250гр + линейные подшипники, каретка из пластика. До 1 кг точно будет. Думаете NEMA 17 17HS8401 будет мало?
2. То есть если максимальное поддерживаемое питание одного из драйверов A4988 — до 35В, то можно взять впритык 34В допустим и подключить оба драйвера. Просто я думаю может для моих задач достаточно 24В?
3. Я думал взять блок 24В 10А подключить на 1 вывод драйвер Nema 23, на 2 вывод драйвер Nema 17 и шпиндель. А на третий вывод поставить понижайку до 5В и раскидать все остальное. Но что-то я походу ошибался?)
4. Sd-карта нужна для хранение файлов G-кода.

Не стоит мешать питание в кучу.
Лучше взять отдельные БП, для контроллера и периферии, в противном случае глюки неизбежны.
И зачем вам A4988? Купите уже пару DM556 и шпиндель бесколлекторный на 500Вт, и вместо Nema17 поставить самый мелкий Nema23

A4988: Все, что вам нужно знать о драйвере шагового двигателя

Драйвер шагового двигателя A4988 — это компактный модуль, который позволяет управлять шаговыми двигателями с микрошаговым режимом. Этот драйвер способен обеспечивать до пяти разных уровней шагов: полный, половинный, 1/4, 1/8 и 1/16 шага. Благодаря своей универсальности, A4988 широко используется в различных проектах, особенно в области 3D-печати и робототехники. При правильной настройке и использовании A4988 способен обеспечить точное и надежное управление шаговыми двигателями.

Драйвер на базе микросхемы A4988 позволяет управлять одним биполярным двигателем. Имеет простой интерфейс управления и подключается напрямую к системам с напряжением 3 – 5 В. С помощью расположенного на плате подстроечного резистора осуществляется регулировка тока. Широко используется про создании ЧПУ и токарных станков, лазерных граверов и 3d принтеров.

Интересные факты о драйвере А4988

Давайте добавим интересные факты о драйвере шагового двигателя A4988.

1. Драйвер шагового двигателя A4988 является микросхемой, специально разработанной для управления биполярными шаговыми двигателями. Это означает, что он может контролировать двигатели, которые имеют две фазы.
2. A4988 оснащен встроенной функцией трансляции, которая может переводить простые шаговые сигналы, входящие от контроллера, в соответствующие изменения в управлении двигателем. Это значительно упрощает процесс программирования для пользователей.
3. Одна из уникальных особенностей A4988 — возможность микрошагового режима, что позволяет достигнуть более плавного и точного управления двигателем. С помощью этого драйвера можно выбрать до пяти различных режимов микрошагов: полный шаг, полушаг, 1/4 шага, 1/8 шага и 1/16 шага.
4. A4988 автоматически регулирует ток, подаваемый на двигатель, защищая его от перегрева. Это снижает риск повреждения оборудования и продлевает его срок службы.
5. Драйверы шаговых двигателей A4988 часто используются в таких областях, как 3D-печать и CNC-машинирование, благодаря их высокой точности и надежности.
6. Драйвер A4988 меньше, чем многие другие драйверы шаговых двигателей. Это делает его идеальным выбором для проектов с ограниченным пространством.
7. Несмотря на свои компактные размеры, A4988 способен управлять шаговыми двигателями с током до 2A на катушку, что делает его мощным выбором для многих приложений.

Драйвер шагового двигателя А4988

Драйвер A4988

• Напряжение питания силовой части — 8 — 35В;
• Напряжения питания логической части — 3-5,5В;
• Ток максимальный, непрерывный, без охлаждения — 1А;
• Ток максимальный, с доп. охлаждением — 2A;
• Микрошаг — 2/4/8/16.

А 4988 — популярный драйвер для управления шаговыми двигателями. Степпер – мотор, работающий не плавно, а прерывисто, шагами, вращая вал на определенное количество градусов за один шаг. Шаговые электродвигатели бывают одно и двухполярными. В настоящее время практически все выпускаемые – гибридные. Их преимущество в том, что ход их более плавный и точный из-за маленького угла перемещения (обычно 1,8 градуса). Такой маленький ход возможен из-за подачи тока на две соседние катушки одновременно, что позволяет останавливать вал между ними. Используются такие моторы часто в различных приборах: 3D-принтерах, станках с ЧПУ, плоттерах, лазерных граверах и других электронных приборах. Для работы с шаговыми электродвигателями и необходим А4988.

В самом сердце находится микросхема Allegro MicroSystems, DMOS Microsteping с транслятором и защитой от перегрузки током. Это интегрированный контроллер мотора делает взаимодействие с микроконтроллером легким. Требуется лишь два пина, чтобы контролировать и направление движения и скорость.

Характеристики драйвера A4988

• Напряжение питания силовой части — 8 — 35В.
• Напряжения питания логической части — 3-5,5В.
• Ток максимальный, непрерывный, без охлаждения — 1А.
• Ток максимальный, с доп. охлаждением — 2A.
• Микрошаг — 2/4/8/16.

Для подключения и настройки Драйвера А4988 нам потребуются следующие предметы. В первую очередь, сам аппарат и шаговый биполярный двигатель. Платформа Arduino (например, UNO) и комплект проводов для соединения деталей. На самом устройстве 16 входов/выходов, по восемь с каждой стороны.

• направление вращения, 1 в одну сторону, 0 в другую.
• шаг, когда на него поступает логическая единица, то устройство вращает вал на один этап. Когда единица сменяется нулем и приходит еще одна единица – совершается еще один этап.
• спящий режим, единственный вывод с логической единицей по умолчанию, если подать ноль, то он заснет.
• сброс, перезагружает его, если на нем логический ноль, поэтому для нормальной работы надо подать сюда 1.
• три пина, задающие скорость. Подключение можно давать на несколько сразу. В зависимости от этих комбинаций будет меняться скорость. Комбинация есть в схеме, поставляемой с прибором.
• выключение.

• масса
• питание цифровой части
• «ноги» для управления электромотором, две фазы.
• масса движка
• его питание

Если Вы не можете найти схему Вашего степпера, то трудно будет понять, как правильно его подключить. Здесь требуется только определить пары проводов, соединенные с катушками. Есть небольшой трюк, как это сделать. Повращайте вал рукой, почувствуйте силу сопротивления. Возьмите пару проводов и соедините их оголенными концами, опять повращайте вал. Если сопротивление увеличилось, то Вы обнаружили правильную пару из одной катушки, если нет, попробуйте другое сочетание. Так пару от одной катушки подключаем к 1А и 1В, а другую к 2А и 2В, полярность в этом случае значения не имеет.

Потом подключаем питание движка, обычно оно от 8 до 35 Вольт. Питание драйвера подается отдельно, нужен источник от 3 до 5 Вольт. Подключим его к платформе Arduino, все равно для программирования будем брать именно ее.

Прежде чем начать программировать на Ардуино, не поленитесь сделать одну серьезную вещь. Установите текущий предел тока. Это необходимо для защиты, если этого не сделать, то на двигатель может поступить больше напряжения, что повредит все устройство. На плате для этого есть потенциометр. Для расчета возьмем формулу:

Vref = Imax × (8 × Rcs)

Imax – ток двигателя, указанный в спецификации. Рассчитанное значение – напряжение, которое должно быть между минусом питания драйвера и самим потенциометром. Крутим его и напряжение меняется. При правильно подобранном напряжении все работает плавно, не пропускаются шаги и достаточно тихо без лишних вибраций.

Не забудьте установить радиатор для охлаждения иначе он может перегреться.

Теперь, когда физически все подключено и предел тока установлен, пришло время подключить Ардуино к компьютеру и задать первый пробный код. Все программное управление происходит с помощью Arduino IDE. Этот софт абсолютно бесплатный и находится в открытом доступе. Скачиваем на свой компьютер программу, запускаем ее, предварительно установив драйвер для платформы, которую Вы использовали при подключении мотора. В случае с самым простым запуском, нет необходимости загружать и использовать библиотеки, достаточно скачать нужный скетч, каких в Интернете предостаточно, вставить свои данные и работа обеспечена.

Существуют и очень удобные библиотеки, особенно в англоязычных источниках. Можно посоветовать попробовать свои силы на начальном этапе с библиотекой AccelStepper, написанная Майком Макколи. Одним из преимуществ этой библиотеки является поддержка режимов ускорения и замедления и многие приятные функции.

Шаговые двигатели произвели настоящую революцию в производстве цифровых устройств. Их использование повсеместно, даже начинающему конструктору без них не обойтись. Но любым аппаратом надо управлять. Для данного типа моторов незаменим Драйвер А4988, простой в использовании, совместимый с популярной платформой Arduino и доступный по цене. Простое программное обеспечение, не требующее серьезных знаний языка С++, делает создание цифровых электронных устройств доступным любому.

Arduino.ru

Необходимо добавить кнопку «Пуск» — двигатель с постоянной скоростью делает N количество оборотов, двигатель останавливается (не в режиме Пауза). Цикл повторяется.

Нужна схема подключения и скетч для arduino nano, драйвер TB6600, двигатель nemo 23 2.5A, lcd дисплей с возможностью ввода количества шагов, скорость оборотов, направление вращения. Принцип такой же что и предыдущий, нажимаем «Пуск», двигатель вращается с заданной постоянной скоростью N количество оборотов и полностью останавливается (не в режиме пауза). Цикл повторяется.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Адаптер для драйвера A4988 и DRV8825

Сегодня небольшая статья об адаптере для драйверов A4988 / DRV8825. С его помощью можно подключить шаговый двигатель например NEMA17 к драйверу A4988 / DRV8825 без дополнительных компонентов и пайки.

Технические параметры

► Напряжение питания логики: 3.3 В — 5 В
► Напряжения питания ШД: до 30 В
► Габариты: 43 мм x 35 мм

Общие сведения

Адаптер имеет небольшие размеры, всего 43 мм на 35 мм. Для установки драйверов A4988 и DRV8825 предусмотрено два ряда гнезд с 8 контактами и шагом 2.54 мм, в центре расположен электролитический конденсатор, необходимый для защиты драйвера. Далее на адаптере расположено три разъема, первый обходим для подключения обмоток шагового двигателя, второй разъем питания и третий разъем управления. Так же, предусмотрен дип переключатели для установки микрошага (таблицу настроек можно посмотреть в статьях A4988 и DRV8825). Вывод включения драйвера EN всегда подтянут к земле через резистор 4.7 кОм.

Назначение контактов разъема J1:
► 2B, 2A, 1B, и 1A — подключение обмоток двигателя.

Назначение контактов разъема J2:
► 5V — питание драйвера A4988 (не используется при использовании драйвера DRV8825 )
► GND — общие заземление.
► 9V — питание шагового двигателя.

Назначение контактов разъема J3:
► E — включение и выключение модуля (0 — включен, 5 В — выключен).
► D — управляющий вывод, если подать +5 В двигатель будет вращается по часовой стрелке, а если подать 0 В против часовой стрелки.
► S — управляющий вывод, при каждом положительном импульсе, двигатель делает шаг (в зависимости от настройки микро шага), чем быстрее импульсы, тем быстрее вращаться двигатель.

Подключение адаптера A4988 и DRV8825 к Arduino UNO

Необходимые детали:
► Arduino UNO R3 x 1 шт.
► Драйвер шагового двигателя A4988 x 1 шт.
► Драйвер шагового двигателя DRV8825x 1 шт.
► Шаговый двигатель 17HS4401 x 1 шт.
► Комплект проводов DuPont 2.54 мм, 20 см x 1 шт.
► Адаптер для драйвера A4988 и DRV8825 x 1 шт.
► Блок питания на 24 В x 1 шт.

Подключение:
Теперь, можно приступить к сборке схемы. Первым делом устанавливаем драйвер A4988 (DRV8825) в гнездо согласно распиновке, далее подключаем обмотки шагового двигателя NEMA17. В примере не буду использовать вывод EN, подключаем STEP к выводу 3 на Arduino и DIR к выводу 2 на Arduino. Осталось подключить питание, 5V к выводу 5V на Arduino и 9V к источнику питания, в моем случае 24V, не забываем объединить землю.

Внимание! Правильно подключайте драйвера A4988 и DRV8825, в противном случаи можно испортить их.

Программа:
Теперь можно приступки к программной части и начать управлять шаговым двигателем с помощью драйвера A4988 (DRV8825), загружайте данный скетч в Arduino.